JP2842275B2

JP2842275B2 - 信号蓄積方法および信号再生方法

Info

Publication number: JP2842275B2
Application number: JP7033775A
Authority: JP
Inventors: 修二宮阪
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-02-22
Filing date: 1995-02-22
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JPH08227554A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープ、ディスク、Ｉ
Ｃメモリ等の第１の記録媒体に予め蓄積された音響信号
或いは映像信号を、記録容量が第１の記録媒体より小さ
い第２の記録媒体に蓄積する際（例えば、音楽をダビン
グする際）の信号の蓄積方法および蓄積された信号の再
生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】記録容量の大きな第１の記録媒体に予め
蓄積された信号を、記録容量の小さい第２の記録媒体に
蓄積する際は、元の信号を圧縮符号化してから蓄積する
わけであるが、それには、従来から以下のような方法が
ある。すなわち、既知である元の信号の記録時間と、第
２の記録媒体の記録容量とから、許容できる最大の符号
化ビットレートを算出し、その符号化ビットレートに応
じて、サンプリング周波数と１サンプル当たりの量子化
ビット数とを決定し、そのサンプリング周波数と量子化
ビット数で信号を符号化し蓄積するという方法である
（特願平４−３８７６７号参照）。例えば、元の信号の
記録時間が１００秒で、第２の記録媒体記録容量が５メ
ガビットである場合、許容できる最大の符号化ビットレ
ートは５０ｋｂｐｓとなるので、例えば、サンプリング
周波数５ｋＨｚ、１サンプル当たりの量子化ビット数１
０ビットで量子化すればよいこととなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の方
法では、元の信号の全時刻にわたって、同一のビットレ
ートで符号化されることになるので、元の信号の中で、
情報量の少ない部分にも情報量の多い部分にも同様に符
号化ビット数が割り当てられることになる。つまり、も
ともと情報量の少ない部分には、もともと情報量の多い
部分より相対的に少ない符号化ビット数を割り当て、そ
こで節約した符号化ビット数をもともと情報量の多い部
分に割り当てるようにして符号化すれば復号したときの
品質が向上するが、上記の方法ではそのようなことが行
えない。

【０００４】一方で、情報量の少ない部分には、少ない
符号化ビット数を割り当て、情報量の多い部分には、多
くの符号化ビット数を割り当てて符号化する方法は、従
来からいくつか提案されている(例えば、ISO/IEC 11172
-3:1993 参照）。しかしながら、このような可変ビット
レート符号化方法を用いて、記録容量の大きな第１の記
録媒体に予め蓄積された信号を、記録容量の小さい第２
の記録媒体に蓄積する際に、該第２の記録媒体の記憶容
量に過不足なくちょうどぴったりの、トータルのビット
数で符号化する方法は知られていない。これは、可変ビ
ットレート符号化方法を用いると、入力されてくる信号
の性質によってビットレートが変化するので、どれほど
の記憶容量を必要とするかを予め知ることが出来ないか
らである。

【０００５】そこで、本発明は、第１の記録媒体に予め
蓄積された音響信号あるいは映像信号を、効率的に圧縮
符号化しながら、記憶容量が第１の記録媒体より小さい
第２の記録媒体に蓄積可能な信号蓄積方法及び信号再生
方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の信号蓄積方法は、原信号が予め蓄積されて
いる第１のデータ蓄積手段と、上記原信号を符号化した
データを蓄積する第２のデータ蓄積手段と、上記原信号
を所定の時間間隔毎にフレーム化しながら上記第１のデ
ータ蓄積手段から読みだすフレーム分割手段と、上記フ
レーム毎の信号を、任意のビット数で符号化する可変ビ
ットレート符号化手段と、上記フレーム毎の信号を上記
可変ビットレート符号化手段で符号化する際に、所定の
符号化品質を確保するために必要なビット数（以下、情
報量と呼ぶ）を該フレーム毎に算出する情報量算出手段
と、全フレームにわたる上記情報量の時系列データに基
づいて、情報量の時間変動を表す情報量遷移曲線を求め
る情報量遷移曲線検出手段と、上記情報量遷移曲線の値
の変動に合わせて、それぞれの時刻のフレームに割り当
てる符号化ビット数を変動させ、しかも、そのようにし
て割り当てられた符号化ビット数の総和が、上記第２の
データ蓄積手段の使用可能な記憶容量以下になるよう
に、各フレームに符号化ビット数を割り当てる符号化ビ
ット数算出手段とを用いて信号を蓄積する方法であっ
て、上記第１のデータ蓄積手段から、上記原信号を上記
フレーム分割手段でフレーム化しながら読みだし、各フ
レーム毎の情報量を上記情報量算出手段で算出し、上記
情報量遷移曲線検出手段において、全フレームにわたる
上記情報量の時系列データに基づいて情報量遷移曲線を
求め、上記符号化ビット数算出手段で、上記情報量遷移
曲線と、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容
量とに基づいて各フレームの符号化ビット数を割り当て
たのちに、再度、上記第１のデータ蓄積手段から、上記
原信号を上記フレーム分割手段でフレーム化ながら読み
だして、該読みだしたフレーム信号を、上記可変ビット
レート符号化手段において上記符号化ビット数算出手段
で算出した符号化ビット数で符号化し、該符号化データ
を上記第２のデータ蓄積手段に蓄積することを特徴とす
る。

【０００７】上記可変ビットレート符号化手段は、上記
フレーム毎の信号を、Ｎ帯域の帯域信号に分割する帯域
分割手段と、該フレーム毎の信号の周波数スペクトルの
分布に基づいて、各周波数帯域毎のマスキング閾値を算
出するマスキング閾値算出手段と、上記各周波数帯域毎
のマスキング閾値と上記帯域分割手段の出力信号とによ
って、各周波数帯域毎に信号対マスク比（ＳＭＲ）を算
出するＳＭＲ算出手段と、上記各周波数帯域毎のＳＭＲ
と各周波数帯域毎の量子化ビット数に応じて一意に確定
する各周波数帯域毎の信号対量子化ノイズ比（ＳＮＲ）
とから各周波数帯域毎のマスク対量子化ノイズ比（ＭＮ
Ｒ）を算出し、上記各周波数帯域毎のＭＮＲが最小であ
る帯域の量子化ビット数を増すことによってＭＮＲを更
新しながら、各帯域に割り当てるビット数を増加してい
くビット割当手段と、上記ビットを割り当てた帯域の数
に応じて必要となる補助情報（量子化の際に必要となる
スケールファクタを符号化する為のビット数や、アロケ
ーション情報の為のビット数など）を算出する補助情報
量算出手段と、該帯域に割り当てたビット数と、上記補
助情報のビット数の総和が、与えられたビット数に達し
た時の各帯域に割り当てたビット数で各帯域信号を量子
化する量子化手段とからなり、上記情報量算出手段は、
上記帯域分割手段と、上記マスキング閾値算出手段と、
上記ＳＭＲ算出手段と、上記ビット割当手段と、上記補
助情報量算出手段とを有し、各帯域毎の上記ＭＮＲを所
定の値以上にするために必要な、最小の量子化ビット数
と上記補助情報のビット数を算出することを特徴とす
る。

【０００８】また、本発明の信号再生方法は、本発明の
信号蓄積方法によって第２のデータ蓄積手段に格納され
た符号化データを再生する方法であって、上記第２のデ
ータ蓄積手段に格納された各フレーム毎の符号化データ
をデータ読みだし手段により読みだし、上記読みだした
各フレーム毎の符号化データに含まれる該フレームの符
号化ビット数の情報に基づいて可変ビットレート複号化
手段により該フレームの信号を復号化することを特徴と
する。

【０００９】上記本発明の信号再生方法においては、ビ
ットレートが高々Ｎ種類（Ｎ≧１）の中からしか選択で
きない可変ビットレート復号化手段と、上記第２のデー
タ蓄積手段に格納された各フレーム毎の符号化データを
読みだすデータ読みだし手段と、上記データ読みだし手
段で読みだした各フレーム毎の符号化データに含まれる
当該フレームの符号化ビット数の情報に基づいて、当該
フレームの符号化ビットレートを換算し、上記可変ビッ
トレート復号化手段で復号化できるビットレートの中
で、該フレームの符号化ビットレート以上のビットレー
トを選択する復号化ビットレート選択手段と、該選択さ
れたビットレートにおける１フレーム当りの符号化ビッ
ト数から、上記読み出されたフレームの符号化ビット数
を減じたビット数の信号を上記読み出されたフレームの
符号化データの所定の位置に付加し、さらに、上記選択
されたビットレートを示す情報も、上記読み出されたフ
レームの符号化データの所定の位置に付加するフォーマ
ット手段とを有し、該フォーマットされたデータを上記
可変ビットレート復号化手段で上記選択されたビットレ
ートで復号化することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の信号蓄積方法は、上記の構成によっ
て、上記第１のデータ蓄積手段から、上記原信号を上記
フレーム分割手段でフレーム化しながら読みだし、各フ
レーム毎の情報量を上記情報量算出手段で算出し、上記
情報量遷移曲線検出手段において、全フレームにわたる
上記情報量の時系列データに基づいて情報量遷移曲線を
求め、上記符号化ビット数算出手段で、上記情報量遷移
曲線と、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容
量とに基づいて各フレームの符号化ビット数を割り当て
る。このとき、各フレームに割り当てた符号化ビット数
の合計が、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶
容量になるようにする。その後、再度、上記第１のデー
タ蓄積手段から、上記原信号を上記フレーム分割手段で
フレーム化ながら読みだして、該読みだしたフレーム信
号を、上記可変ビットレート符号化手段において上記符
号化ビット数算出手段で算出した符号化ビット数で符号
化し、該符号化データを上記第２のデータ蓄積手段に蓄
積することによって、原信号の中の、もともと情報量の
少ない部分には、もともと情報量の多い部分より相対的
に少ない符号化ビット数を割り当て、そこで節約した符
号化ビット数をもともと情報量の多い部分に割り当てる
ようにして符号化できるので、復号したときの品質の向
上を図ることができ、しかも、上記第２のデータ蓄積手
段の記憶容量を過不足なく、ちょうどぴったり使用する
ことができる。このとき、上記符号化データには、符号
化した際の符号化ビット数を示すデータも含まれてい
る。

【００１１】また本発明の信号再生方法は、上記第２の
データ蓄積手段に格納された各フレーム毎の符号化デー
タを上記データ読みだし手段で読みだし、上記読みだし
た各フレーム毎の符号化データに含まれる当該フレーム
の符号化ビット数の情報に基づいて、当該フレームの符
号化ビットレートを換算し、上記可変ビットレート復号
化手段で復号化できるビットレートの中で、該フレーム
の符号化ビットレート以上のビットレートを上記復号化
ビットレート選択手段で選択し、上記フォーマット手段
で、該選択されたビットレートにおける１フレーム当り
の符号化ビット数から、上記読み出されたフレームの符
号化ビット数を減じたビット数の信号（ancillary dat
a）を上記読み出されたフレームの符号化データの所定
の位置に付加し、さらに、上記選択されたビットレート
を示す情報も、上記読み出されたフレームの符号化デー
タの所定の位置に付加し、該フォーマットされたデータ
を上記可変ビットレート復号化手段で復号することによ
って、原信号の中の、もともと情報量の少ない部分に
は、もともと情報量の多い部分より相対的に少ない任意
の符号化ビット数を割り当て、そこで節約した符号化ビ
ット数をもともと情報量の多い部分に任意に割り当てる
ようにして符号化した符号化データを、ビットレートが
高々Ｎ種類（Ｎ＞＝１）の中からしか選択できない可変
ビットレート復号化手段を用いて復号できることとな
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の信号蓄積方法の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は本発明の第１の実施例における信号
蓄積方法を実現するための装置のブロック図である。

【００１４】図１において、１１は、原信号が予め蓄積
されている第１のデータ蓄積手段、１２は、上記原信号
を符号化したデータを蓄積する第２のデータ蓄積手段、
１３は、上記原信号を所定の時間間隔毎にフレーム化し
ながら第１のデータ蓄積手段１１から読みだすフレーム
分割手段、１４は、上記フレーム毎の信号を、任意のビ
ット数で符号化する可変ビットレート符号化手段、１５
は、上記フレーム毎の信号を可変ビットレート符号化手
段１４で符号化する際に、所定の符号化品質を確保する
ために必要なビット数（情報量）を該フレーム毎に算出
する情報量算出手段、１６は、全フレームにわたる上記
情報量の時系列データに基づいて、情報量の時間変動を
表す情報量遷移曲線を求める情報量遷移曲線検出手段、
１７は、上記情報量遷移曲線の値の変動に合わせて、そ
れぞれの時刻のフレームに割り当てる符号化ビット数を
変動させ、しかも、そのようにして割り当てられた符号
化ビット数の総和が、上記第２のデータ蓄積手段の使用
可能な記憶容量以下になるように、各フレームに符号化
ビット数を割り当てる符号化ビット数算出手段である。

【００１５】図２は本発明の第１の実施例における信号
蓄積方法の処理過程を示すフローチャートである。図２
において、ステップ２１は、種々の変数を初期化する処
理ステップである。ここで、変数ｉは、１フレーム読み
出す毎に１インクリメントされる変数であって、初期値
は０である。Ｆは、１フレームのサンプル数を表す定数
でる。Ｃは、第２のデータ蓄積手段の記憶容量を表す定
数である。２２は、原信号が予め蓄積されている第１の
データ蓄積手段であり、図１における第１のデータ蓄積
手段１１と同様の機能のものである。ステップ２３は、
第１のデータ蓄積手段２２に蓄積された原信号を所定の
時間間隔毎にフレーム化しながら読み出すフレーム分割
手段が動作する処理ステップである。ここでは、ｉ＊Ｆ
サンプル目のデータから、Ｆサンプル分データが読み出
される。この処理ステップは、図１におけるフレーム分
割手段１３が動作する処理ステップである。ステップ２
４は、原信号を全て読みだしたか否かを検査し、原信号
を全て読みだしたのであれば、原信号を符号化して第２
のデータ蓄積手段に格納する処理過程に分岐し、そうで
なければ、各フレーム毎の情報量を算出する処理過程を
継続するための検査を行う処理ステップである。ここ
で、原信号を全て読みだしたか否かを検査する方法は、
例えば、原信号が、ファイルの形式で格納されているの
であれば、ＥＯＦ（ＥｎｄＯｆＦｉｌｅ）の記号を
読みだしか否かで判断すればよい。

【００１６】ステップ２５は、フレーム毎の信号を、図
１における可変ビットレート符号化手段１４で符号化す
る際、所定の符号化品質を確保するために必要なビット
数Ｂ（情報量）を算出する処理ステップである。この処
理ステップは、図１における情報量算出手段１５が動作
する処理ステップである。本実施例では、説明の簡単化
のために、可変ビットレート符号化手段１４における符
号化の方法及び、情報量Ｂの求め方は特に限定しない。
本発明においては、情報量とは、上記フレーム毎の信号
を符号化する際、所定の符号化品質を確保するために必
要なビット数と定義する。たとえば、音声信号を符号化
する場合、数１０ｋｂｐｓもあれば十分であるが、オー
ケストラの音楽を忠実に符号化しようとすると、３００
ｋｂｐｓは必要と言われている。これは、情報量が信号
の性質によって大きく異なるからであり、本発明では、
情報量とはこのような、信号を符号化する際の所定の符
号化品質を確保するために必要なビット数と言うように
定義する。情報量の具体的な求め方は、第２の実施例以
降で説明する。ステップ２６は、ステップ２５の処理ス
テップによって算出した情報量Ｂを保持する処理ステッ
プである。ステップ２７は、変数ｉを更新する処理ステ
ップである。変数ｉは、処理したフレームの数をカウン
トする変数であるので、１インクレメントされる。

【００１７】ステップ２８は、原信号を全て読みだし、
原信号の全フレームの情報量を求めた後に、該全フレー
ムにわたる上記情報量の時系列データに基づいて、情報
量の時間変動を表す情報量遷移曲線を求める処理ステッ
プであり、図１における情報量遷移曲線検出手段１６が
動作する処理ステップである。ここでは、全フレームに
わたる上記情報量の時系列データにスムージング処理を
施したものを情報量遷移曲線とする。ここでスムージン
グ処理を行う方法は、ローパスフィルタを用いる方法で
も良く、情報量の時系列データをフーリエ級数に展開し
たのち、低次のフーリエ級数のみで逆フーリエ変換する
ことによってスムージング処理行う方法でも良い。この
情報量遷移曲線を算出する手段は、以下のようなもので
あってもよい。すなわち、情報量が急激に遷移する時刻
の近傍は、情報がマスクされるという聴覚の特性（聴覚
の継時マスキング特性）を考慮して、情報量が急激に遷
移する時刻の近傍のフレームの情報量は、実際に上記情
報量算出手段で求めた情報量よりも少なくするような処
理を施して、情報量遷移曲線を算出するようにするわけ
である。

【００１８】ステップ２９は、上記情報量遷移曲線の各
フレームの時刻における値の総和Ｔを求め、第２のデー
タ蓄積手段の記憶容量表す定数ＣをＴで割って、圧縮率
Ａを求め、さらに、上記情報量遷移曲線の各フレームの
時刻における値に上記圧縮率Ａを乗じて、それぞれのフ
レームの符号化ビットレートＱ［ｉ］（ｉはフレーム番
号）を算出する処理ステップである。これは、図１にお
ける符号化ビット数算出手段１７が動作する処理ステッ
プである。ここで、Ｃ／Ｔの値が１より大きい場合、つ
まり第２のデータ蓄積手段の記憶容量が信号の総情報量
より大きい場合は、圧縮率Ａを１としてもよい。これ
は、Ａ＝１において既に所定の符号化品質が得られてい
るからである。

【００１９】ステップ３０は、再度原信号を読みだして
符号化する処理過程に入るために変数を初期化する処理
ステップである。ここで、変数ｉは、１フレーム読み出
す毎に１インクリメントされる変数であって、初期値０
に再度設定する。ステップ３１、ステップ３２はそれぞ
れ、ステップ２３、ステップ２４と同様の処理ステップ
である。ステップ３３は、符号化ビット数Ｑ［ｉ］で現
在処理しているフレームの信号を符号化する処理ステッ
プである。これは、図１における可変ビットレート符号
化手段１４が動作する処理ステップである。３４は、処
理ステップ３３で符号化したデータを蓄積する第２のデ
ータ蓄積手段であり、図１における第２のデータ蓄積手
段１２と同様の機能のものである。ステップ３５は、上
記符号化された符号化データを第２のデータ蓄積手段３
４に格納する処理ステップである。ステップ３６は、変
数ｉを更新する処理ステップである。変数ｉは、処理し
たフレームの数をカウントする変数であるので、１イン
クレメントされる。

【００２０】図３は、本発明の基本的な考え方を示すた
めの図であり、原信号のフレーム毎の情報量の時系列デ
ータと、情報量遷移曲線と、フレーム毎の符号化ビット
数の時間変動との関係を示している。図３において、横
軸は時間であって、原信号のフレーム番号に対応する。
縦軸は情報量である。図３中の実線は情報量の時系列デ
ータを表しており、太い点線は情報量遷移曲線、細い点
線は符号化ビット数の時間変動を表しいる。ここで情報
量遷移曲線は、情報量の時系列データをスムージング処
理したものである。図３中の太い点線の積分値が、上記
の総情報量Ｔに対応する。細い点線の積分値が、第２の
データ蓄積手段の記憶容量を表す定数Ｃに対応する。こ
れは、細い点線は、太い点線のＡ倍（Ａ＝Ｃ／Ｔ）とい
う関係になるように上記処理ステップ２９で処理してい
るからである。

【００２１】以下、第１の実施例における信号蓄積方法
について、図１から図３を用いて説明する。

【００２２】まず図３を用いて、本発明の基本的な考え
方を説明する。図３は、原信号のフレーム毎の情報量の
時系列データと、上記情報量遷移曲線と、フレーム毎の
符号化ビット数の時間変動の関係を示している。図３に
おいて、横軸は時間であって、原信号のフレーム番号に
対応する。縦軸は情報量である。図３中の実線は情報量
の時系列データを表している。これは、音声信号でも、
映像信号でも、信号の情報量は短い時間間隔（フレー
ム）毎に大きく変動しており、時間軸に対し一定でない
ことを示している。太い点線は情報量遷移曲線を表して
いる。本実施例では、情報量遷移曲線は、全フレームに
わたる上記情報量の時系列データにスムージング処理を
施したものであり、スムージング処理を行う方法は、例
えば、ローパスフィルタによるフィルタリング処理にて
高周波成分を除去する方法でも良く、また、情報量の時
系列データをフーリエ級数に展開したのち、低次のフー
リエ級数のみで逆フーリエ変換することによってスムー
ジング処理行う方法でも良い。この太い点線の積分値
が、この一連の信号の総情報量Ｔということになる。本
発明は、この値Ｔが、これから符号化データを格納しよ
うとするメモリ（上記第２のデータ蓄積手段）の記憶容
量Ｃより大きい場合に、効率的に、一連の信号から発生
する情報を格納する方法を提供するわけである。ここで
効率的に、と言う意味は、原信号の中の、もともと情報
量の少ない部分には、もともと情報量の多い部分より相
対的に少ない符号化ビット数を割り当て、そこで節約し
た符号化ビット数をもともと情報量の多い部分に割り当
てるようにするということである。図３中の細い点線
は、そのような考え方に基づいて割り当てられた符号化
ビット数の時間変動を表しいる。細い点線の積分値が、
第２のデータ蓄積手段の記憶容量表す定数Ｃに等しくな
るようにすれば、上記一連の信号の全時間範囲のデータ
が上記第２のデータ蓄積手段にちょうどぴったり格納で
きる事となる。そこで、この細い点線は太い点線のＡ倍
（Ａ＝Ｃ／Ｔ）という関係になるように処理すればよい
事となる。

【００２３】そこで本発明では、まず、短い時間間隔
（フレーム）毎の情報量をそれぞれ求め、その時系列デ
ータを検出し、それに基づいて、情報量遷移曲線を上記
のような方法で求め、それぞれのフレームにおける情報
量遷移曲線の値を累算し総情報量を算出した後に、これ
から符号化データを格納しようとするメモリ（上記第２
のデータ蓄積手段）の記憶容量と、その総情報量との比
を算出し、実際にそれぞれのフレームの信号を符号化す
る際は、それぞれのフレームにおける情報量遷移曲線の
値に上記求めた比を乗じたビット数で符号化する様にす
る。このようにして求めた符号化ビット数の時間変動
が、図３中の細い点線で示されている。このような処理
を行えば、もともと情報量の少ない部分には、もともと
情報量の多い部分より相対的に少ない符号化ビット数を
割り当て、そこで節約した符号化ビット数をもともと情
報量の多い部分に割り当てるようにでき、しかも、上記
第２のデータ蓄積手段の記憶容量を過不足なく、ちょう
どぴったり使用することができるので、一連の信号が効
率的に符号化できる。以上が本発明の基本的な考え方で
ある。

【００２４】以下、図２のフローチャートに従って、詳
しくその方法を説明する。まず処理ステップ２１で、種
々の変数を初期化する。ここで、変数ｉは、１フレーム
読み出す毎に１インクリメントされる変数であって、初
期値は０である。Ｆは、１フレームのサンプル数を表す
定数でる。Ｃは、第２のデータ蓄積手段の記憶容量表す
定数である。第２のデータ蓄積手段の記憶容量は既知で
あるとする。

【００２５】次に処理ステップ２３で、第１のデータ蓄
積手段２２に蓄積された原信号をＦサンプル毎に読み出
す。つまり、最初は、原信号の先頭のサンプルからＦサ
ンプル分読み出すことになる。

【００２６】次に処理ステップ２４で、原信号を全て読
みだしたか否かを検査する。本実施例では、原信号は１
０００フレーム分存在するものとする。よって今回の処
理ステップ２４での検査の結果、”Ｎｏ”の方に処理は
分岐する。

【００２７】次に処理ステップ２５で、フレーム毎の信
号を符号化する際、所定の符号化品質を確保するために
必要なビット数Ｂ（情報量）を算出する。本実施例で
は、説明の簡単化のために、情報量Ｂの求め方は特に限
定しない。本発明においては、既に述べたように、情報
量とは、上記フレーム毎の信号を符号化する際、所定の
符号化品質を確保するために必要なビット数と定義して
いる。情報量の具体的な求め方は、第２の実施例以降で
説明する。

【００２８】次に処理ステップ２６で、上記ステップ２
５の処理ステップによって算出した情報量Ｂを一時保持
する。次に処理ステップ２７で、変数ｉを更新する。変
数ｉは、処理したフレームの数をカウントする変数であ
るので、１インクレメントされる。ここで、処理は、処
理ステップ２３にもどり、第１のデータ蓄積手段２２に
蓄積された原信号の次のＦサンプル分を読み出す。

【００２９】次に処理ステップ２４で、原信号を全て読
みだしたか否かを検査する。本実施例では、原信号は１
０００フレーム分存在するものとしているので、今回の
処理ステップ２４での検査の結果、”Ｎｏ”の方に処理
は分岐する。次に処理ステップ２５で、上記と同様の情
報量Ｂを算出し、処理ステップ２６で、上記ステップ２
５の処理ステップによって算出した情報量Ｂを保持し、
処理ステップ２７で、変数ｉを１インクレメントする。
ここで、処理はまた、処理ステップ２３にもどる。

【００３０】このような処理を本実施例では、１０００
回繰り返すこととなる。既に述べたように本実施例で
は、原信号は１０００フレーム分存在するものとしてい
るからである。１００１回目のループに入ったとき、処
理ステップ２４において、”Ｙｅｓ”の方に処理は分岐
する。

【００３１】原信号を全て読みだし、原信号の全フレー
ムの情報量を求めた後に、処理ステップ２８で、該全フ
レームにわたる上記情報量の時系列データに基づいて、
情報量の時間変動を表す情報量遷移曲線を求める。ここ
では、全フレームにわたる上記情報量の時系列データに
スムージング処理を施したものを情報量遷移曲線とす
る。ここでスムージング処理を行う方法は、例えば、ロ
ーパスフィルタによるフィルタリング処理にて高周波成
分を除去する方法でも良く、また、情報量の時系列デー
タをフーリエ級数に展開したのち、低次のフーリエ級数
のみで逆フーリエ変換することによってスムージング処
理行う方法でも良い。

【００３２】次にステップ２９で、上記情報量遷移曲線
の各フレームの時刻における値の総和Ｔ（総情報量）を
求め、第２のデータ蓄積手段の記憶容量表す定数ＣをＴ
で割って、圧縮率Ａをもとめ、さらに、上記情報量遷移
曲線の各フレームの時刻における値に上記圧縮率Ａを乗
じて、それぞれのフレームの符号化ビットレートＱ
［ｉ］を算出する。

【００３３】次にステップ３０は、再度原信号を読みだ
して符号化する処理過程に入るために変数を初期化する
処理ステップである。ここで、変数ｉは、１フレーム読
み出す毎に１インクリメントされる変数であって、初期
値０に再度設定する。次に処理ステップ３１で、第１の
データ蓄積手段２２に蓄積された原信号をＦサンプル毎
に読み出す。つまり、最初は、原信号の先頭のサンプル
からＦサンプル分読み出すことになる。

【００３４】次に処理ステップ３２で、原信号を全て読
みだしたか否かを検査する。本実施例では、原信号は１
０００フレーム分存在するものとしているので今回の処
理ステップ３２での検査の結果、”Ｎｏ”の方に処理は
分岐する。次に処理ステップ３３で、上記符号化ビット
数Ｑ［ｉ］で現在処理しているフレームの信号を符号化
する。次に処理ステップ３５で、上記符号化された符号
化データを第２のデータ蓄積手段３４に格納する。もち
ろんこの符号化データには符号化ビット数を示す情報が
含まれている。次に処理ステップ３６で、変数ｉを更新
する。変数ｉは、処理したフレームの数をカウントする
変数であるので、１インクレメントされる。ここで、処
理は、処理ステップ３１にもどり、第１のデータ蓄積手
段２２に蓄積された原信号の次のＦサンプル分を読み出
す。

【００３５】次に処理ステップ３２で、原信号を全て読
みだしたか否かを検査する。本実施例では、原信号は１
０００フレーム分存在するものとしているので、今回の
処理ステップ３２での検査の結果、”Ｎｏ”の方に処理
は分岐する。次に処理ステップ３３で、上記符号化ビッ
ト数Ｑ［ｉ］で現在処理しているフレームの信号を符号
化する。次に処理ステップ３５で、上記符号化された符
号化データを第２のデータ蓄積手段３４に格納する。次
に処理ステップ３６で、変数ｉを１インクレメントす
る。ここで、処理はまた、処理ステップ３１にもどる。

【００３６】このような処理を本実施例では、１０００
回繰り返すこととなる。既に述べたように本実施例で
は、原信号は１０００フレーム分存在するものとしてい
るからである。１００１回目のループに入ったとき、処
理ステップ３２において、”Ｙｅｓ”の方に処理は分岐
し、全ての処理は終了する。

【００３７】以上のように、本実施例によれば、原信号
が予め蓄積されている第１のデータ蓄積手段と、上記原
信号を符号化したデータを蓄積する第２のデータ蓄積手
段と、上記原信号を所定の時間間隔毎にフレーム化しな
がら上記第１のデータ蓄積手段から読みだすフレーム分
割手段と、上記フレーム毎の信号を、任意のビット数で
符号化する可変ビットレート符号化手段と、上記フレー
ム毎の信号を上記可変ビットレート符号化手段で符号化
する際、所定の符号化品質を確保するために必要なビッ
ト数（以下、情報量と呼ぶ）を該フレーム毎に算出する
情報量算出手段と、全フレームにわたる上記情報量の時
系列データに基づいて、情報量の時間変動を表す情報量
遷移曲線を求める情報量遷移曲線検出手段と、上記情報
量遷移曲線の値の変動に合わせて、それぞれの時刻のフ
レームに割り当てる符号化ビット数も変動させ、しか
も、そのようにして割り当てられた符号化ビット数の総
和が、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容量
以下になるように、各フレームに符号化ビット数を割り
当てる符号化ビット数算出手段とを有し、上記第１のデ
ータ蓄積手段から、上記原信号を上記フレーム分割手段
でフレーム化しながら読みだし、各フレーム毎の情報量
を上記情報量算出手段で算出し、上記情報量遷移曲線検
出手段において、全フレームにわたる上記情報量の時系
列データに基づいて情報量遷移曲線を求め、上記符号化
ビット数算出手段で、上記情報量遷移曲線と、上記第２
のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容量とに基づいて各
フレームの符号化ビット数を割り当てたのちに、再度、
上記第１のデータ蓄積手段から、上記原信号を上記フレ
ーム分割手段でフレーム化ながら読みだして、該読みだ
したフレーム信号を、上記可変ビットレート符号化手段
において上記符号化ビット数算出手段で算出した符号化
ビット数で符号化し、該符号化データを上記第２のデー
タ蓄積手段に蓄積することにより、原信号の中の、もと
もと情報量の少ない部分には、もともと情報量の多い部
分より相対的に少ない符号化ビット数を割り当て、そこ
で節約した符号化ビット数をもともと情報量の多い部分
に割り当てるようにして符号化でき、しかも、上記第２
のデータ蓄積手段の記憶容量を過不足なく、ちょうどぴ
ったり使用することができるので、復号したときの品質
の向上を図ることができる。

【００３８】なお、本実施例では、Ｃは第２のデータ蓄
積手段の記憶容量を表す定数であるとしたが、以下のよ
うな構成にして、Ｃを求めておいて、第２のデータ蓄積
手段内の記憶容量Ｃに対して本実施例の信号蓄積方法で
信号を蓄積してもよい。つまり、符号化ビットレートを
指定する符号化ビットレート指定手段を設け、上記第２
のデータ蓄積手段内で使用する記憶容量Ｃは、上記符号
化ビットレート指定手段で指定された符号化ビットレー
トに第１のデータ蓄積手段に格納された原信号の継続時
間長を乗じた値とするわけである。例えば、上記符号化
ビットレート指定手段で指定された符号化ビットレート
が，１００ｋｂｐｓで、第１のデータ蓄積手段に格納さ
れた原信号の継続時間長が１００秒である場合、上記第
２のデータ蓄積手段内で使用する記憶容量Ｃは、１０メ
ガビットということになる。この１０メガビットの記憶
容量に対して、本発明の信号蓄積方法で信号を蓄積すれ
ば、平均ビットレート１００ｋｂｐｓで効率的な信号の
蓄積が行えることとなる。

【００３９】以下、本発明の第２の実施例につき図面を
参照しながら説明する。第２の実施例は、第１の実施例
と同様の構成であるが、第１の実施例の中の、情報量算
出手段と、符号化ビット数算出手段をより詳細に説明し
たものである。

【００４０】図４は、図２における処理ステップ２５の
処理、つまり情報量を算出する方法をより、詳細に規定
したフローチャートである。図４において、ステップ４
１は、フレームデータを符号化するビット数Ｂを０に初
期化する処理ステップである。スッテプ４２は、ＢをＦ
ビット増加させる処理ステップである。ここでＦは、１
フレームのサンプル数である。ステップ４３は、読みだ
したフレ−ム信号をＢビットで符号化する処理ステップ
である。ここでＢは必ずＦの倍数になるので、１サンプ
ル当り整数ビットで量子化することになる。ステップ４
４は、Ｂビットで符号化した符号化データを復号化する
処理ステップである。ステップ４５は、上記の復号化デ
ータのノイズレベルが所定の値以下かどうかを検査する
処理ステップである。ノイズレベルが所定の値より大き
い場合は、ステップ４２に戻り、ノイズレベルが所定の
値以下の場合は、情報量Ｂを算出する処理を終了する。

【００４１】図５は、図２における処理ステップ２９の
処理、つまり符号化ビット数を算出する方法をより詳細
に規定したフローチャートである。図５において、ステ
ップ５１は、情報量遷移曲線ＢＮ’［ｔ］のフレーム毎
の値を積算する処理ステップであり、ステップ５２は、
圧縮率Ａを求める処理ステップであり、ステップ５３
は、各フレームの符号化ビット数Ｑ［ｔ］を求める処理
ステップであり、以上は図２に於けるスッテプ２９で行
われている処理と同様の処理である。ステップ５４は、
Ｑ［ｔ］がＦの倍数になるように調整する処理ステップ
である。ここで記号「／」は、割り算の商を求める記
号とする。

【００４２】以上のように、情報量算出手段および、符
号化ビット数算出手段が規定されている信号蓄積方法に
ついて以下図２、図４、図５を用いて説明する。

【００４３】図２において、処理開始からステップ２４
によって”Ｙｅｓ”に分岐するまでの間の処理は、ステ
ップ２５が、図４に示したステップ４１からステップ４
５のように構成されていること以外、第１の実施例と同
様である。

【００４４】フレーム毎の信号を符号化する際、所定の
符号化品質を確保するために必要なビット数を求める処
理を図４を用いて説明する。

【００４５】まずステップ４１で、フレームデータを符
号化するビット数Ｂを０に初期化する。次にステップ４
２で、ＢをＦビット増加させる。最初にステップ４２の
処理を行った後にはＢはＦビットになっている。次にス
テップ４３で、読みだしたフレ−ム信号をＢビットで符
号化する。最初にステップ４２の処理を行った後にはＢ
はＦビットになっており、Ｆは、１フレームのサンプル
数であるので、最初にステップ４３の処理を行なう時は
１サンプルあたり１ビットで量子化することになる。次
にステップ４４で、Ｂビットで符号化した符号化データ
を復号化する。

【００４６】次にステップ４５で、上記の復号化データ
のノイズレベルが所定の値以下かどうかを検査しノイズ
レベルが所定の値より大きい場合はステップ４２に戻
り、ノイズレベルが所定の値以下の場合は、情報量Ｂを
算出する処理を終了する。ここでノイズレベルが所定の
値以下かどうかを検査する方法は、例えば、入力信号の
振幅から復号化信号の振幅を引いた値の自乗和を算出
し、これを予め定めた値と比較する方法で行う。このよ
うな処理を繰り返すことによって、所定の符号化品質を
確保する為の最小のビット数（情報量）が得られる。

【００４７】次に、図２に於けるステップ２４によっ
て”Ｙｅｓ”に分岐してから処理が終了するまでの処理
について説明する。ステップ２４によって”Ｙｅｓ”に
分岐してから処理が終了するまでは、ステップ２９が、
図５に示したステップ５１からステップ５４のように構
成されていること以外、第１の実施例と同様である。図
２に於けるステップ２９は本実施例では以下のようにす
る。

【００４８】まずステップ５１で、情報量遷移曲線Ｂ
Ｎ’［ｔ］のフレーム毎の値を積算し、次にステップ５
２で、圧縮率Ａを求め、次にステップ５３で、各フレー
ムの符号化ビット数Ｑ［ｔ］を求める。以上は図２に於
けるスッテプ２９で行われている処理と同様の処理であ
る。次にステップ５４で、Ｑ［ｔ］がＦの倍数になるよ
うに調整する。つまり、Ｑ［ｔ］をＦで割った商にＦを
乗じた値をあらためてＱ［ｔ］とすることによって、Ｑ
［ｔ］は必ずＦの倍数になる。このようにすることによ
って、図２のステップ３３において、フレーム信号の各
サンプルを量子化する際のビット数を整数とすることが
できる。

【００４９】以上のように、本実施例によれば、原信号
が予め蓄積されている第１のデータ蓄積手段と、上記原
信号を符号化したデータを蓄積する第２のデータ蓄積手
段と、上記原信号を所定の時間間隔毎にフレーム化しな
がら上記第１のデータ蓄積手段から読みだすフレーム分
割手段と、上記フレーム毎の信号を、任意のビット数で
符号化する可変ビットレート符号化手段と、上記フレー
ム毎の信号を上記可変ビットレート符号化手段で符号化
する際、所定の符号化品質を確保するために必要なビッ
ト数（以下、情報量と呼ぶ）を該フレーム毎に算出する
情報量算出手段と、全フレームにわたる上記情報量の時
系列データに基づいて、情報量の時間変動を表す情報量
遷移曲線を求める情報量遷移曲線検出手段と、上記情報
量遷移曲線の値の変動に合わせて、それぞれの時刻のフ
レームに割り当てる符号化ビット数も変動させ、しか
も、そのようにして割り当てられた符号化ビット数の総
和が、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容量
以下になるように、各フレームに符号化ビット数を割り
当てる符号化ビット数算出手段とを有し、上記情報量算
出手段は、上記可変ビットレート符号化手段において種
々のビット数で、符号化したフレーム毎の符号化信号
を、復号化した際のノイズレベルを算出し、該ノイズレ
ベルが、所定の値を下まわる、最小のビット数を出力す
るように構成し、上記第１のデータ蓄積手段から、上記
原信号を上記フレーム分割手段でフレーム化しながら読
みだし、各フレーム毎の情報量を上記情報量算出手段で
算出し、上記情報量遷移曲線検出手段において、全フレ
ームにわたる上記情報量の時系列データに基づいて情報
量遷移曲線を求め、上記符号化ビット数算出手段で、上
記情報量遷移曲線と、上記第２のデータ蓄積手段の使用
可能な記憶容量とに基づいて各フレームの符号化ビット
数を割り当てたのちに、再度、上記第１のデータ蓄積手
段から、上記原信号を上記フレーム分割手段でフレーム
化ながら読みだして、該読みだしたフレーム信号を、上
記可変ビットレート符号化手段において上記符号化ビッ
ト数算出手段で算出した符号化ビット数で符号化し、該
符号化データを上記第２のデータ蓄積手段に蓄積するこ
とにより、原信号の中の、もともと情報量の少ない部分
には、もともと情報量の多い部分より相対的に少ない符
号化ビット数を割り当て、そこで節約した符号化ビット
数をもともと情報量の多い部分に割り当てるようにして
符号化でき、しかも、上記第２のデータ蓄積手段の記憶
容量を過不足なく、ちょうどぴったり使用することがで
きるので、復号したときの品質の向上を図ることができ
る。

【００５０】以下、本発明の第３の実施例につき図面を
参照しながら説明する。第３の実施例は、第１の実施例
と同様の構成であるが、第１の実施例の中の、情報量算
出手段と、可変ビットレート符号化手段をより詳細に説
明したものである。

【００５１】図６は、図２における処理ステップ２５の
処理、つまり情報量を算出する方法をより詳細に規定し
たフローチャートである。図６において、ステップ６０
は入力のフレーム信号をＮ帯域に帯域分割する処理ステ
ップである。ステップ６１は、入力のフレーム信号の周
波数スペクトルの分布に基づいて各周波数帯域毎のマス
キング閾値を算出する処理ステップである。ステップ６
２は、各周波数帯域毎に信号対マスク比（ＳＭＲ）を算
出する処理ステップである。

【００５２】ステップ６３は、これから検出しようとす
る当該フレームの情報量ＢをＤに初期化し、各帯域に割
り当てる量子化ビット数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−
１）を０に初期化する処理ステップである。ここでＤ
は、情報量Ｂの値を表現するために必要となるビット数
と、各帯域の量子化ビット数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ
−１）の値を表現するために必要となるビット数の和で
ある。つまり、値Ｄは当該フレームを符号化する際に、
入力信号の性質に関わらず必ず必要となるビット数であ
る。

【００５３】ステップ６４は、上記各周波数帯域毎のＳ
ＭＲと、各周波数帯域毎の量子化ビット数に応じて、一
意に確定する各周波数帯域毎の信号対量子化ノイズ比
（ＳＮＲ）とから、各周波数帯域毎のマスク対量子化ノ
イズ比（ＭＮＲ）を算出する処理ステップである。ステ
ップ６５は、上記各周波数帯域毎のＭＮＲが最小である
帯域（min_band）およびその値（min_value）を求める
処理ステップである。

【００５４】ステップ６６は上記min_valueが０より大
きいかどうかを検査する処理ステップである。ステップ
６７はｑ［min_band］が０かどうかを検査する処理ステ
ップである。ステップ６８は、ｑ［min_band］が０の場
合、つまりその周波数帯域に初めて量子化ビット数を与
える場合、その周波数帯域に２ビットを割当て、情報量
Ｂを２増加させるとともに、その周波数帯域に量子化ビ
ットを割当てた事によって必要となる補助情報（例えば
量子化の際のスケールファクタ）のビット数ＢhをＢに
加算する処理ステップである。ステップ６９は、ｑ［mi
n_band］が０でない場合、つまりその周波数帯域はすで
に何ビットか量子化ビット数が割り当てられている場
合、その周波数帯域の量子化ビット数を１インクリメン
トし、情報量Ｂも１インクリメントする処理ステップで
ある。

【００５５】図７は、図２における処理ステップ３３の
処理、つまり可変ビットレートで各フレーム信号を符号
化する方法を、より詳細に規定したフローチャートであ
る。図７において、ステップ７０は図６におけるステッ
プ６０と同様の処理ステップである。ステップ７１は図
６におけるステップ６１と同様の処理ステップである。
ステップ７２は図６におけるステップ６２と同様の処理
ステップである。ステップ７３は図６におけるステップ
６３と同様の処理ステップである。ステップ７４は図６
におけるステップ６４と同様の処理ステップである。ス
テップ７５は図６におけるステップ６５と同様の処理ス
テップである。ステップ７６は図６におけるステップ６
７と同様の処理ステップである。ステップ７９は図６に
おけるステップ６８と同様の処理ステップである。ステ
ップ８０は図６におけるステップ６９と同様の処理ステ
ップである。

【００５６】ステップ７７は、ＭＮＲが最小である帯域
（min_band）に初めて量子化ビット数を割り当てようと
する場合、（Ｂｈ＋２）ビット、符号化ビット数が増加
するがその場合でも符号化ビット数がＱ［ｉ］ビット内
に納まるかどうかを検査する処理ステップである。ここ
でＱ［ｉ］は、図２におけるステップ２９で求めたとこ
ろの、第ｉ番目のフレームに割り当てられた符号化ビッ
ト数である。ステップ７８は、ＭＮＲが最小である帯域
（min_band）が、すでに何ビットか量子化ビット数が割
り当てられている場合、１ビット、符号化ビット数が増
加するがその場合でも符号化ビット数がＱ［ｉ］ビット
内に納まるかどうかを検査する処理ステップである。

【００５７】ステップ８１は、ｑ［ｊ］ビットで第ｊ帯
域の信号を量子化する処理ステップである（ｊ＝０,・・
・,Ｎ−１）。ステップ８２は、各帯域の量子化ビット数
ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−１）、量子化のために必要
となる補助情報（例えば量子化の際のスケールファク
タ）、量子化信号、Ｂの値を所定のフォーマットに整列
する処理ステップである。

【００５８】以上のように、情報量算出手段および、可
変ビットレート符号化算出手段が規定されている信号蓄
積方法について以下図２、図６、図７を用いて説明す
る。

【００５９】図２において、処理開始からステップ２４
によって”Ｙｅｓ”に分岐するまでの間の処理は、ステ
ップ２５が、図６に示したステップ６０からステップ６
９のように構成されていること以外、第１の実施例と同
様である。ステップ２５の処理、つまりフレーム毎の信
号を符号化する際、所定の符号化品質を確保するために
必要なビット数を求める処理を図６を用いて説明する。
まずステップ６０で、入力のフレーム信号をＮ帯域に帯
域分割する。これには、例えば、ポリフェーズフィルタ
バンクを用いるような方法で行えばよい(例えば、ISO/I
EC 11172-3:1993 参照）。ステップ６０と平行に、ステ
ップ６１で、入力のフレーム信号の周波数スペクトルの
分布に基づいて各周波数帯域毎のマスキング閾値を算出
する(ISO/IEC 11172-3:1993 参照）。

【００６０】次にステップ６２で、上記処理ステップ６
０で求めた、各周波数帯域毎に信号と、上記処理ステッ
プ６１で求めた、各周波数帯域毎のマスキング閾値とか
ら、各周波数帯域毎に信号対マスク比（ＳＭＲ）を算出
する。次にステップ６３で、これから検出しようとする
当該フレームの情報量ＢをＤに初期化し、各帯域に割り
当てる量子化ビット数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−１）
を０に初期化する。ここでＤは、情報量Ｂの値を表現す
るために必要となるビット数と、各帯域の量子化ビット
数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−１）の値を表現するため
に必要となるビット数の和である。つまり値Ｄは当該フ
レームを符号化する際に、入力信号の性質に関わらず必
ず必要となるビット数である。

【００６１】次に、ステップ６４で、上記各周波数帯域
毎のＳＭＲと、各周波数帯域毎の量子化ビット数に応じ
て、一意に確定する各周波数帯域毎の信号対量子化ノイ
ズ比（ＳＮＲ）とから、各周波数帯域毎のマスク対量子
化ノイズ比（ＭＮＲ）を算出する。ここで、上記ＳＭ
Ｒ、ＳＮＲとも対数領域でデシベル換算された値である
場合、上記ＭＮＲは、ＳＮＲ−ＳＭＲで求めることがで
きる。最初の段階では、各帯域の量子化ビット数ｑ
［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−１）は全て０に初期化されて
いるので、ＳＮＲは全帯域とも０であるので、ＭＮＲ＝
−ＳＭＲとなる。

【００６２】次に、ステップ６５で、上記各周波数帯域
毎のＭＮＲの最小である帯域（min_band）およびその値
（min_value）を求める。次に、ステップ６６で、上記m
in_valueが０より大きいかどうかを検査する。ＭＮＲの
最小が０より大きい場合は、全帯域とも量子化ノイズが
マスキング閾値より小さいことを表しているので、これ
以上量子化精度を上げても（量子化ビット数を増やして
も）意味がないことになるので、当該フレームの情報量
は値Ｂということになる。次にステップ６７で、上記mi
n_valueが０より小さい場合、ｑ［min_band］が０かど
うかを検査する。

【００６３】次にステップ６８で、ｑ［min_band］が０
の場合、つまりその周波数帯域に初めて量子化ビット数
を与える場合、その周波数帯域に２ビットを割当て、情
報量Ｂを２増加させるとともに、その周波数帯域に量子
化ビットを割当てた事によって必要となる補助情報（例
えば、量子化の際のスケールファクタ）のビット数Ｂh
をＢに加算する処理ステップである。例えば、ＭＰＥＧ
オーディオ符号化方式における、ＭＰＥＧ１，ｌａｙｅ
ｒ１においては、上記Ｂｈは６ビットである。(ISO/IEC
11172-3:1993 参照）。

【００６４】ステップ６９は、ｑ［min_band］が０でな
い場合、つまりその周波数帯域はすでに何ビットか量子
化ビット数が割り当てられている場合、その周波数帯域
の量子化ビット数を１インクリメントし、情報量Ｂも１
インクリメントする処理ステップである。上記ステップ
６８か、ステップ６９かを実行したのち、ステップ６４
からの処理を繰り返す。このような処理を繰り返すこと
によって、所定の符号化品質を確保する為の最小のビッ
ト数Ｂ（情報量）が得られる。

【００６５】次に、図２に於けるステップ２４によっ
て”Ｙｅｓ”に分岐してから処理が終了するまでの処理
について説明する。ステップ２４によって”Ｙｅｓ”に
分岐してから処理が終了するまでは、ステップ３３が、
図７に示したステップ７０からステップ８２のように構
成されていること以外、第１の実施例と同様である。図
２に於けるステップ３３、つまり可変ビットレートで符
号化する処理は、本実施例では以下のようにする。

【００６６】ステップ７０からステップ７５までの処理
は、図６で示したステップ７０からステップ７５までの
処理と同様である。ステップ７６で、ｑ［min_band］が
０かどうかを検査する。次にステップ７７で、ＭＮＲが
最小である帯域（min_band）に初めて量子化ビット数を
割り当てようとする場合、（Ｂｈ＋２）ビット、符号化
ビット数が増加するがその場合でも符号化ビット数がＱ
［ｉ］ビット内に納まるかどうかを検査する。ステップ
７８は、ＭＮＲが最小である帯域（min_band）が、すで
に何ビットか量子化ビット数が割り当てられている場
合、１ビット、符号化ビット数が増加するがその場合で
も符号化ビット数がＱ［ｉ］ビット内に納まるかどうか
を検査する。ステップ７９、８０の処理は、図６で示し
たステップ６８、６９の処理と同様である。上記ステッ
プ７９か、ステップ８０かを実行したのち、ステップ７
４からの処理を繰り返す。

【００６７】このような処理を繰り返すことによって、
処理ステップ７７か７８かの何れかが”Ｎｏ”に分岐し
た場合、つまり、値Ｂが、当該フレームを符号化するた
めに用いてもよいビット数Ｑ［ｉ］以下でかつ可能な限
り大きな値になった場合、ステップ８１で、ｑ［ｊ］ビ
ットで第ｊ帯域の信号を量子化し、ステップ８２で、各
帯域の量子化ビット数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−
１）、量子化のために必要となる補助情報（例えば量子
化の際のスケールファクタ）、量子化信号、Ｂの値を所
定のフォーマットに整列する。

【００６８】上記の様な処理を行ったのち、図２におけ
る処理ステップ３５以下の処理を行う。

【００６９】以上のように、本実施例によれば、原信
号が予め蓄積されている第１のデータ蓄積手段と、上記
原信号を符号化したデータを蓄積する第２のデータ蓄積
手段と、上記原信号を所定の時間間隔毎にフレーム化し
ながら上記第１のデータ蓄積手段から読みだすフレーム
分割手段と、上記フレーム毎の信号を、任意のビット数
で符号化する可変ビットレート符号化手段と、上記フレ
ーム毎の信号を上記可変ビットレート符号化手段で符号
化する際、所定の符号化品質を確保するために必要なビ
ット数（以下、情報量と呼ぶ）を該フレーム毎に算出す
る情報量算出手段と、全フレームにわたる上記情報量の
時系列データに基づいて、情報量の時間変動を表す情報
量遷移曲線を求める情報量遷移曲線検出手段と、上記情
報量遷移曲線の値の変動に合わせて、それぞれの時刻の
フレームに割り当てる符号化ビット数も変動させ、しか
も、そのようにして割り当てられた符号化ビット数の総
和が、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容量
以下になるように、各フレームに符号化ビット数を割り
当てる符号化ビット数算出手段とを有し、上記可変ビッ
トレート符号化手段は、上記フレーム毎の信号を、Ｎ帯
域の帯域信号に分割する帯域分割手段と、該フレーム毎
の信号の周波数スペクトルの分布に基づいて、各周波数
帯域毎のマスキング閾値を算出するマスキング閾値算出
手段と、上記各周波数帯域毎のマスキング閾値と上記帯
域分割手段の出力信号とによって、各周波数帯域毎に信
号対マスク比（ＳＭＲ）を算出するＳＭＲ算出手段と、
上記各周波数帯域毎のＳＭＲと各周波数帯域毎の量子化
ビット数に応じて一意に確定する各周波数帯域毎の信号
対量子化ノイズ比（ＳＮＲ）とから各周波数帯域毎のマ
スク対量子化ノイズ比（ＭＮＲ）を算出し、上記各周波
数帯域毎のＭＮＲが最小である帯域の量子化ビット数を
増すことによってＭＮＲを更新しながら、各帯域に割り
当てるビット数を増加していくビット割当手段と、上記
ビットを割り当てた帯域の数に応じて必要となる補助情
報（例えば、量子化の際に必要となるスケールファクタ
を符号化する為のビット数や、アロケーション情報の為
のビット数）を算出する補助情報量算出手段と、該帯域
に割り当てたビット数と、上記補助情報のビット数の総
和が、与えられたビット数に達した時の各帯域に割り当
てたビット数で各帯域信号を量子化する量子化手段とか
らなり、上記情報量算出手段は、上記帯域分割手段と、
上記マスキング閾値算出手段と、上記ＳＭＲ算出手段
と、上記ビット割当手段と、上記補助情報量算出手段と
を有し、各帯域毎の上記ＭＮＲを所定の値以上にするた
めに必要な、最小の量子化ビット数と上記補助情報のビ
ット数を算出するするように構成し、上記第１のデータ
蓄積手段から、上記原信号を上記フレーム分割手段でフ
レーム化しながら読みだし、各フレーム毎の情報量を上
記情報量算出手段で算出し、上記情報量遷移曲線検出手
段において、全フレームにわたる上記情報量の時系列デ
ータに基づいて情報量遷移曲線を求め、上記符号化ビッ
ト数算出手段で、上記情報量遷移曲線と、上記第２のデ
ータ蓄積手段の使用可能な記憶容量とに基づいて各フレ
ームの符号化ビット数を割り当てたのちに、再度、上記
第１のデータ蓄積手段から、上記原信号を上記フレーム
分割手段でフレーム化ながら読みだして、該読みだした
フレーム信号を、上記可変ビットレート符号化手段にお
いて上記符号化ビット数算出手段で算出した符号化ビッ
ト数で符号化し、該符号化データを上記第２のデータ蓄
積手段に蓄積することにより、原信号の中の、もともと
情報量の少ない部分には、もともと情報量の多い部分よ
り相対的に少ない符号化ビット数を割り当て、そこで節
約した符号化ビット数をもともと情報量の多い部分に割
り当てるようにして符号化できるので、復号したときの
品質の向上を図ることができ、しかも、上記第２のデー
タ蓄積手段の記憶容量を過不足なく、ちょうどぴったり
使用することができる。しかも本実施例では、各フレー
ム毎の情報量を検出する処理と、符号化する処理を、聴
感特性を考慮した方法で行っているので、聴感上の劣化
を最小にとどめた形で信号を圧縮符号化し蓄積すること
が出来ることとなる。

【００７０】以下、本発明の第４の実施例における信号
再生方法ついて図面を参照しながら説明する。

【００７１】図８は、本発明の第４の実施例における信
号再生方法を実現する装置のブロック図である。図８に
おいて、８１は第２のデータ蓄積手段であり、本発明の
第３の実施例における信号蓄積方法によって符号化デー
タが蓄積されたデータ蓄積手段である。８２は、上記第
２のデータ蓄積手段に格納された各フレーム毎の符号化
データを読みだすデータ読みだし手段である。８５は、
ビットレートが高々Ｎ種類（Ｎ＞＝１）の中からしか選
択できない可変ビットレート復号化手段である。本実施
例ではＮは４とし、上記可変ビットレート復号化手段
は、３２ｋｂｐｓと、６４ｋｂｐｓ、９６ｋｂｐｓと、
１２８ｋｂｐｓの４種類のビットレートの中から選択さ
れたビットレートで符号化された符号化データしか復号
化できない可変ビットレート復号化手段であるとする。
８３は、上記データ読みだし手段で読みだした各フレー
ム毎の符号化データに含まれる当該フレームの符号化ビ
ット数の情報に基づいて、当該フレームの符号化ビット
レートを換算し、上記可変ビットレート復号化手段で復
号化できるビットレートの中で、該フレームの符号化ビ
ットレート以上のビットレートを選択する復号化ビット
レート選択手段である。８４は、該選択されたビットレ
ートにおける１フレーム当りの符号化ビット数から、上
記読み出されたフレームの符号化ビット数を減じたビッ
ト数の信号（ancillary data）を上記読み出されたフレ
ームの符号化データの所定の位置に付加し、さらに、上
記選択されたビットレートを示す情報も、上記読み出さ
れたフレームの符号化データの所定の位置に付加するフ
ォーマット手段である。

【００７２】図９は、上記読み出されたフレームの符号
化データのフォーマットの一例である。ここでは、当該
フレームを符号化した際の符号化ビット数Ｂを示す情
報、各帯域の量子化ビット数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ
−１）、量子化のために必要となる補助情報（量子化の
際のスケールファクタ）、および、量子化信号が、フォ
ーマットされている。

【００７３】図１０は、上記読み出されたフレームの符
号化データに、上記ancillary data、及び上記選択され
たビットレートを示す情報が付加され、所定のフォーマ
ットに整列されたデータの一例である。ここでは、上記
選択されたビットレートを示す情報、各帯域の量子化ビ
ット数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−１）、量子化のため
に必要となる補助情報（量子化の際のスケールファク
タ）、量子化信号、及び、上記ancillary dataがフォー
マットされている。

【００７４】以上のように、構成された装置の信号再生
方法について、以下図８、図９、図１０を用いて説明す
る。

【００７５】図８において、まずデータ読みだし手段８
２で、第２のデータ蓄積手段８１に格納された各フレー
ム毎の符号化データを読みだす。読み出した符号化デー
タの一例を図９に示す。ここでは、当該フレームを符号
化した際の符号化ビット数Ｂを示す情報、各帯域の量子
化ビット数ｑ［ｊ］（ｊ＝０,・・・,Ｎ−１）、量子化の
ために必要となる補助情報（量子化の際のスケールファ
クタ）、および、量子化信号がフォーマットされてい
る。データ読みだし手段８２では、まず、当該フレーム
を符号化した際の符号化ビット数Ｂを示す情報を読み出
し、その値に応じてたデータを上記第２のデータ蓄積手
段８１から読み出すようにするわけである。

【００７６】次に、上記復号化ビットレート選択手段８
３において、上記データ読みだし手段８２で読みだした
各フレーム毎の符号化データに含まれる当該フレームの
符号化ビット数の情報に基づいて、当該フレームの符号
化ビットレートを換算し、上記可変ビットレート復号化
手段で復号化できるビットレートの中で、該フレームの
符号化ビットレート以上のビットレートを選択する。例
えば、当該フレームの符号化ビット数が４８０ビット
で、１フレーム長が１２ｍｓｅｃとすると、当該フレー
ムの符号化ビットレートは、４０ｋｂｐｓということに
なる。本実施例では、上記可変ビットレート復号化手段
で復号化できるビットレートは、３２ｋｂｐｓ、６４ｋ
ｂｐｓ、９６ｋｂｐｓ、１２８ｋｂｐｓの４種類である
ので、当該フレームにおいては、６４ｋｂｐｓが選択さ
れるものとする。

【００７７】次に、フォーマット手段８４において、該
選択されたビットレートにおける１フレーム当りの符号
化ビット数から、上記読み出されたフレームの符号化ビ
ット数を減じたビット数の信号（ancillary data）を上
記読み出されたフレームの符号化データの所定の位置に
付加し、さらに、上記選択されたビットレートを示す情
報も、上記読み出されたフレームの符号化データの所定
の位置に付加する。

【００７８】ここでは、６４ｋｂｐｓが選択されている
ので、選択されたビットレートにおける１フレーム当り
の符号化ビット数は、７６８ビットとなる。これは、１
フレーム長が、１２ｍｓｅｃとしているからである。ま
た、上記読み出されたフレームの符号化ビット数は４８
０ビットであるので、ancillary dataのビット数は２８
８ビットとなる。このような、ancillary data、２８８
ビットと、上記、選択されたビットレート６４ｋｂｐｓ
を示す情報を上記読み出されたフレームの符号化データ
の所定の位置に付加し、フォーマットしたものの一例が
図１０に示されている。ここでは、先頭の項目に、選択
されたビットレート６４ｋｂｐｓを示す情報が入ってお
り、最後の項目に、ancillary data、２８８ビットが入
っている。この場合例えば、ancillary data、２８８ビ
ットの全てのビットは’０’でよい。このようにしてフ
ォーマットされたデータを、上記可変ビットレート復号
化器で復号する。これらの一連の処理を逐次全フレーム
の符号化データについて行うわけである。

【００７９】以上のように、本実施例によれば、本発明
の第３の実施例における信号蓄積方法によって符号化デ
ータが蓄積された第２のデータ蓄積手段と、上記第２の
データ蓄積手段に格納された各フレーム毎の符号化デー
タを読みだすデータ読みだし手段と、ビットレートが高
々Ｎ種類（Ｎ＞＝１）の中からしか選択できない可変ビ
ットレート復号化手段と、上記データ読みだし手段で読
みだした各フレーム毎の符号化データに含まれる当該フ
レームの符号化ビット数の情報に基づいて、当該フレー
ムの符号化ビットレートを換算し、上記可変ビットレー
ト復号化手段で復号化できるビットレートの中で、該フ
レームの符号化ビットレート以上のビットレートを選択
する復号化ビットレート選択手段と、該選択されたビッ
トレートにおける１フレーム当りの符号化ビット数か
ら、上記読み出されたフレームの符号化ビット数を減じ
たビット数の信号（ancillary data）を上記読み出され
たフレームの符号化データの所定の位置に付加し、さら
に、上記選択されたビットレートを示す情報も、上記読
み出されたフレームの符号化データの所定の位置に付加
するフォーマット手段とを有し、上記第２のデータ蓄積
手段に格納された各フレーム毎の符号化データを上記デ
ータ読みだし手段で読みだし、上記読みだした各フレー
ム毎の符号化データに含まれる当該フレームの符号化ビ
ット数の情報に基づいて、当該フレームの符号化ビット
レートを換算し、上記可変ビットレート復号化手段で復
号化できるビットレートの中で、該フレームの符号化ビ
ットレート以上のビットレートを上記復号化ビットレー
ト選択手段で選択し、上記フォーマット手段で、該選択
されたビットレートにおける１フレーム当りの符号化ビ
ット数から、上記読み出されたフレームの符号化ビット
数を減じたビット数の信号（ancillary data）を上記読
み出されたフレームの符号化データの所定の位置に付加
し、さらに、上記選択されたビットレートを示す情報
も、上記読み出されたフレームの符号化データの所定の
位置に付加し、該フォーマットされたデータを上記可変
ビットレート復号化手段で復号することにより、原信号
の中の、もともと情報量の少ない部分には、もともと情
報量の多い部分より相対的に少ない任意の符号化ビット
数を割り当て、そこで節約した符号化ビット数をもとも
と情報量の多い部分に任意に割り当てるようにして符号
化した符号化データを、ビットレートが高々Ｎ種類（Ｎ
＞＝１）の中からしか選択できない可変ビットレート復
号化手段を用いて復号できることとなる。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、本発明の信号蓄積方法
は、原信号が予め蓄積されている第１のデータ蓄積手段
と、上記原信号を符号化したデータを蓄積する第２のデ
ータ蓄積手段と、上記原信号を所定の時間間隔毎にフレ
ーム化しながら上記第１のデータ蓄積手段から読みだす
フレーム分割手段と、上記フレーム毎の信号を、任意の
ビット数で符号化する可変ビットレート符号化手段と、
上記フレーム毎の信号を上記可変ビットレート符号化手
段で符号化する際に、所定の符号化品質を確保するため
に必要なビット数（以下、情報量と呼ぶ）を該フレーム
毎に算出する情報量算出手段と、全フレームにわたる上
記情報量の時系列データに基づいて、情報量の時間変動
を表す情報量遷移曲線を求める情報量遷移曲線検出手段
と、上記情報量遷移曲線の値の変動に合わせて、それぞ
れの時刻のフレームに割り当てる符号化ビット数も変動
させ、しかも、そのようにして割り当てられた符号化ビ
ット数の総和が、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能
な記憶容量以下になるように、各フレームに符号化ビッ
ト数を割り当てる符号化ビット数算出手段とを有し、上
記第１のデータ蓄積手段から、上記原信号を上記フレー
ム分割手段でフレーム化しながら読みだし、各フレーム
毎の情報量を上記情報量算出手段で算出し、上記情報量
遷移曲線検出手段において、全フレームにわたる上記情
報量の時系列データに基づいて情報量遷移曲線を求め、
上記符号化ビット数算出手段で、上記情報量遷移曲線
と、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容量と
に基づいて各フレームの符号化ビット数を割り当てたの
ちに、再度、上記第１のデータ蓄積手段から、上記原信
号を上記フレーム分割手段でフレーム化ながら読みだし
て、該読みだしたフレーム信号を、上記可変ビットレー
ト符号化手段において上記符号化ビット数算出手段で算
出した符号化ビット数で符号化し、該符号化データを上
記第２のデータ蓄積手段に蓄積することにより、原信号
の中の、もともと情報量の少ない部分には、もともと情
報量の多い部分より相対的に少ない符号化ビット数を割
り当て、そこで節約した符号化ビット数をもともと情報
量の多い部分に割り当てるようにして符号化できるの
で、復号したときの品質の向上を図ることができる。こ
のとき、上記符号化データには、符号化した際の符号化
ビット数を示すデータも含まれている。

【００８１】また、本発明の信号再生方法は、本発明の
信号蓄積方法によって符号化データが蓄積された第２の
データ蓄積手段と、上記第２のデータ蓄積手段に格納さ
れた各フレーム毎の符号化データを読みだすデータ読み
だし手段と、ビットレートが高々Ｎ種類（Ｎ≧１）の中
からしか選択できない可変ビットレート復号化手段と、
上記データ読みだし手段で読みだした各フレーム毎の符
号化データに含まれる当該フレームの符号化ビット数の
情報に基づいて、当該フレームの符号化ビットレートを
換算し、上記可変ビットレート復号化手段で復号化でき
るビットレートの中で、該フレームの符号化ビットレー
ト以上のビットレートを選択する復号化ビットレート選
択手段と、該選択されたビットレートにおける１フレー
ム当りの符号化ビット数から、上記読み出されたフレー
ムの符号化ビット数を減じたビット数の信号（ancillar
y data）を上記読み出されたフレームの符号化データの
所定の位置に付加し、さらに、上記選択されたビットレ
ートを示す情報も、上記読み出されたフレームの符号化
データの所定の位置に付加するフォーマット手段とを有
し、上記第２のデータ蓄積手段に格納された各フレーム
毎の符号化データを上記データ読みだし手段で読みだ
し、上記読みだした各フレーム毎の符号化データに含ま
れる当該フレームの符号化ビット数の情報に基づいて、
当該フレームの符号化ビットレートを換算し、上記可変
ビットレート復号化手段で復号化できるビットレートの
中で、該フレームの符号化ビットレート以上のビットレ
ートを上記復号化ビットレート選択手段で選択し、上記
フォーマット手段で、該選択されたビットレートにおけ
る１フレーム当りの符号化ビット数から、上記読み出さ
れたフレームの符号化ビット数を減じたビット数の信号
（ancillary data）を上記読み出されたフレームの符号
化データの所定の位置に付加し、さらに、上記選択され
たビットレートを示す情報も、上記読み出されたフレー
ムの符号化データの所定の位置に付加し、該フォーマッ
トされたデータを上記可変ビットレート復号化手段で復
号することにより、原信号の中の、もともと情報量の少
ない部分には、もともと情報量の多い部分より相対的に
少ない任意の符号化ビット数を割り当て、そこで節約し
た符号化ビット数をもともと情報量の多い部分に任意に
割り当てるようにして符号化した符号化データを、ビッ
トレートが高々Ｎ種類（Ｎ≧１）の中からしか選択でき
ない可変ビットレート復号化手段を用いて復号できるこ
ととなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における信号蓄積方法を
実現する装置のブロック図

【図２】本発明の第１の実施例における信号蓄積方法の
処理過程を示すフローチャート

【図３】本発明の基本的な考え方を示す説明図

【図４】情報量を算出する方法を詳細に規定したフロー
チャート

【図５】符号化ビット数を算出する方法を詳細に規定し
たフローチャート

【図６】情報量を算出する方法を詳細に規定したフロー
チャート

【図７】可変ビットレートで各フレーム信号を符号化す
る方法を詳細に規定したフローチャート

【図８】本発明の第４の実施例における信号再生方法を
実現する装置のブロック図

【図９】読み出されたフレームの符号化データのフォー
マットの一例を示す図

【図１０】フォーマット手段によって所定のフォーマッ
トに整列されたデータの一例を示す図

【符号の説明】

11 第１のデータ蓄積手段 12 第２のデータ蓄積手段 13 フレーム分割手段 14 可変ビットレート符号化手段 15 情報量算出手段 16 情報量遷移曲線検出手段 17 符号化ビット数算出手段 81 第２のデータ蓄積手段 82 データ読みだし手段 83 復号化ビットレート選択手段 84 フォーマット手段 85 可変ビットレート復号化手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原信号が予め蓄積されている第１のデータ
蓄積手段と、上記原信号を符号化したデータを蓄積する
第２のデータ蓄積手段と、上記原信号を所定の時間間隔
毎にフレーム化しながら上記第１のデータ蓄積手段から
読みだすフレーム分割手段と、上記フレーム毎の信号
を、任意のビット数で符号化する可変ビットレート符号
化手段と、上記フレーム毎の信号を上記可変ビットレー
ト符号化手段で符号化する際に、所定の符号化品質を確
保するために必要なビット数（以下、情報量と呼ぶ）を
該フレーム毎に算出する情報量算出手段と、全フレーム
にわたる上記情報量の時系列データに基づいて、情報量
の時間変動を表す情報量遷移曲線を求める情報量遷移曲
線検出手段と、上記情報量遷移曲線の値の変動に合わせ
て、それぞれの時刻のフレームに割り当てる符号化ビッ
ト数を変動させ、しかも、そのようにして割り当てられ
た符号化ビット数の総和が、上記第２のデータ蓄積手段
の使用可能な記憶容量以下になるように、各フレームに
符号化ビット数を割り当てる符号化ビット数算出手段と
を用いて信号を蓄積する方法であって、上記第１のデータ蓄積手段から、上記原信号を上記フレ
ーム分割手段でフレーム化しながら読みだし、各フレー
ム毎の情報量を上記情報量算出手段で算出し、上記情報
量遷移曲線検出手段において、全フレームにわたる上記
情報量の時系列データに基づいて情報量遷移曲線を求
め、上記符号化ビット数算出手段で、上記情報量遷移曲
線と、上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な記憶容量
とに基づいて各フレームの符号化ビット数を割り当てた
のちに、再度、上記第１のデータ蓄積手段から、上記原
信号を上記フレーム分割手段でフレーム化ながら読みだ
して、該読みだしたフレーム信号を、上記可変ビットレ
ート符号化手段において上記符号化ビット数算出手段で
算出した符号化ビット数で符号化し、該符号化データを
上記第２のデータ蓄積手段に蓄積することを特徴とする
信号蓄積方法。
【請求項２】上記各フレームの符号化データには、当該
フレームを符号化した際の符号化ビット数を示すデータ
も含まれていることを特徴とする請求項１記載の信号蓄
積方法。
【請求項３】上記情報量算出手段は、上記可変ビットレ
ート符号化手段において種々のビット数で符号化したフ
レーム毎の符号化信号を復号化した際のノイズレベルを
算出し、該ノイズレベルが所定の値を下まわる最小のビ
ット数を出力することを特徴とする請求項１または２記
載の信号蓄積方法。
【請求項４】上記可変ビットレート符号化手段は、上記
フレーム毎の信号を、Ｎ帯域の帯域信号に分割する帯域
分割手段と、該フレーム毎の信号の周波数スペクトルの
分布に基づいて、各周波数帯域毎のマスキング閾値を算
出するマスキング閾値算出手段と、上記各周波数帯域毎
のマスキング閾値と上記帯域分割手段の出力信号とによ
って、各周波数帯域毎に信号対マスク比（ＳＭＲ）を算
出するＳＭＲ算出手段と、上記各周波数帯域毎のＳＭＲ
と各周波数帯域毎の量子化ビット数に応じて一意に確定
する各周波数帯域毎の信号対量子化ノイズ比（ＳＮＲ）
とから各周波数帯域毎のマスク対量子化ノイズ比（ＭＮ
Ｒ）を算出し、上記各周波数帯域毎のＭＮＲが最小であ
る帯域の量子化ビット数を増すことによってＭＮＲを更
新しながら、各帯域に割り当てるビット数を増加してい
くビット割当手段と、上記ビットを割り当てた帯域の数
に応じて必要となる補助情報（量子化の際に必要となる
スケールファクタを符号化する為のビット数や、アロケ
ーション情報の為のビット数など）を算出する補助情報
量算出手段と、該帯域に割り当てたビット数と、上記補
助情報のビット数の総和が、与えられたビット数に達し
た時の各帯域に割り当てたビット数で各帯域信号を量子
化する量子化手段とからなり、上記情報量算出手段は、上記帯域分割手段と、上記マス
キング閾値算出手段と、上記ＳＭＲ算出手段と、上記ビ
ット割当手段と、上記補助情報量算出手段とを有し、各
帯域毎の上記ＭＮＲを所定の値以上にするために必要
な、最小の量子化ビット数と上記補助情報のビット数を
算出することを特徴とする請求項１または２記載の信号
蓄積方法。
【請求項５】上記情報量算出手段は、各帯域毎の上記Ｍ
ＮＲを全て０以上にするために必要な最小の量子化ビッ
ト数を出力することを特徴とする請求項４記載の信号蓄
積方法。
【請求項６】上記情報量遷移曲線検出手段は、全フレー
ムにわたる上記情報量の時系列データにスムージング処
理を施したものを情報量遷移曲線とすることを特徴とす
る請求項１から５のいずれかに記載の信号蓄積方法。
【請求項７】上記情報量遷移曲線検出手段は、情報量が
急激に遷移する時刻の近傍は、情報がマスクされるとい
う聴覚の特性（聴覚の継時マスキング特性）を考慮し
て、情報量が急激に遷移する時刻の近傍のフレームの情
報量は、実際に上記情報量算出手段で求めた情報量より
も少なくするような処理を施して、情報量遷移曲線を算
出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
載の信号蓄積方法。
【請求項８】上記符号化ビット数算出手段は、それぞれ
のフレームの時刻における上記情報量遷移曲線の値に１
以下の正の数（圧縮率）を乗じた値を該フレームの符号
化ビット数とすることを特徴とする請求項１から７のい
ずれかに記載の信号蓄積方法。
【請求項９】上記圧縮率は、上記第２のデータ蓄積手段
の使用可能な記憶容量Ｃを上記情報量遷移曲線の各フレ
ームの時刻における値の総和Ｔで割った値であることを
特徴とする請求項８記載の信号蓄積方法。
【請求項１０】上記第２のデータ蓄積手段の使用可能な
記憶容量Ｃを上記情報量遷移曲線の各フレームの時刻に
おける値の総和Ｔで割った値が１より大きい場合は、上
記圧縮率は１とすることを特徴とする請求項９記載の信
号蓄積方法。
【請求項１１】符号化ビットレートを指定する符号化ビ
ットレート指定手段を有し、上記第２のデータ蓄積手段
内で使用する記憶容量Ｃは、上記符号化ビットレート指
定手段で指定された符号化ビットレートに第１のデータ
蓄積手段に格納された原信号の継続時間長を乗じた値と
することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記
載の信号蓄積方法。
【請求項１２】請求項１記載の信号蓄積方法によって第
２のデータ蓄積手段に格納された符号化データを再生す
る方法であって、上記第２のデータ蓄積手段に格納され
た各フレーム毎の符号化データをデータ読みだし手段に
より読みだし、上記読みだした各フレーム毎の符号化デ
ータに含まれる該フレームの符号化ビット数の情報に基
づいて可変ビットレート複号化手段により該フレームの
信号を復号化することを特徴とする信号再生方法。
【請求項１３】請求項１記載の信号蓄積方法によって第
２のデータ蓄積手段に格納された符号化データを再生す
る方法であって、ビットレートが高々Ｎ種類（Ｎ≧１）
の中からしか選択できない可変ビットレート復号化手段
と、上記第２のデータ蓄積手段に格納された各フレーム
毎の符号化データを読みだすデータ読みだし手段と、上
記データ読みだし手段で読みだした各フレーム毎の符号
化データに含まれる当該フレームの符号化ビット数の情
報に基づいて、当該フレームの符号化ビットレートを換
算し、上記可変ビットレート復号化手段で復号化できる
ビットレートの中で、該フレームの符号化ビットレート
以上のビットレートを選択する復号化ビットレート選択
手段と、該選択されたビットレートにおける１フレーム
当りの符号化ビット数から、上記読み出されたフレーム
の符号化ビット数を減じたビット数の信号を上記読み出
されたフレームの符号化データの所定の位置に付加し、
さらに、上記選択されたビットレートを示す情報も、上
記読み出されたフレームの符号化データの所定の位置に
付加するフォーマット手段とを有し、該フォーマットさ
れたデータを上記可変ビットレート復号化手段で上記選
択されたビットレートで復号化することを特徴とする信
号再生方法。