JP2969047B2 - データ圧縮装置 - Google Patents
データ圧縮装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データ圧縮を行うデー
タ圧縮装置およびデータ圧縮方法に関する。
タ圧縮装置およびデータ圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、情報通信においてデータの伝
送量を削減して通信効率を高めるために、種々のデータ
圧縮技術が開発されている。画像データの圧縮技術とし
ては、例えば離散コサイン変換（ＤＣＴ）方式が国際標
準の１つとして採用されている。
送量を削減して通信効率を高めるために、種々のデータ
圧縮技術が開発されている。画像データの圧縮技術とし
ては、例えば離散コサイン変換（ＤＣＴ）方式が国際標
準の１つとして採用されている。
【０００３】一方、音声データ（オーディオデータ）の
圧縮技術としては、例えば適応差分ＰＣＭ（ＡＤＰＣ
Ｍ）方式がある。この適応差分ＰＣＭ方式では、高品質
の音声が得られるが、量子化ビット数はあまり削減でき
ない。
圧縮技術としては、例えば適応差分ＰＣＭ（ＡＤＰＣ
Ｍ）方式がある。この適応差分ＰＣＭ方式では、高品質
の音声が得られるが、量子化ビット数はあまり削減でき
ない。
【０００４】そこで、音声データの高能率なデータ圧縮
を実現するために、特開平６−６７６９９号公報に二次
元離散コサイン変換を音声データに適用する方法が開示
されている。
を実現するために、特開平６−６７６９９号公報に二次
元離散コサイン変換を音声データに適用する方法が開示
されている。
【０００５】ここで、まず、図２５〜図２７を参照しな
がら画像データ圧縮のために用いられる二次元離散コサ
イン変換方式について説明する。図２５は離散コサイン
変換方式を実行するためのシステムの基本構成を示すブ
ロック図である。
がら画像データ圧縮のために用いられる二次元離散コサ
イン変換方式について説明する。図２５は離散コサイン
変換方式を実行するためのシステムの基本構成を示すブ
ロック図である。
【０００６】符号化側では、ＤＣＴ装置１００が、入力
される原画像データの二次元離散コサイン変換を行い、
ＤＣＴ係数を出力する。量子化器２００は、量子化テー
ブル４００を参照してＤＣＴ係数に量子化処理を行い、
量子化されたＤＣＴ係数（以下、量子化ＤＣＴ係数と呼
ぶ）を出力する。エントロピー符号化器３００は、符号
化テーブル５００を参照して量子化ＤＣＴ係数にエント
ロピー符号化処理を行い、圧縮データを出力する。エン
トロピー符号化の方式としてハフマン符号化方式が用い
られる。
される原画像データの二次元離散コサイン変換を行い、
ＤＣＴ係数を出力する。量子化器２００は、量子化テー
ブル４００を参照してＤＣＴ係数に量子化処理を行い、
量子化されたＤＣＴ係数（以下、量子化ＤＣＴ係数と呼
ぶ）を出力する。エントロピー符号化器３００は、符号
化テーブル５００を参照して量子化ＤＣＴ係数にエント
ロピー符号化処理を行い、圧縮データを出力する。エン
トロピー符号化の方式としてハフマン符号化方式が用い
られる。
【０００７】復号化側では、エントロピー復号器６００
が、符号化テーブル５００を参照して圧縮データにエン
トロピー復号化処理を行い、量子化ＤＣＴ係数を出力す
る。逆量子化器７００は、量子化テーブル４００を参照
して量子化ＤＣＴ係数に逆量子化処理を行い、ＤＣＴ係
数を出力する。逆ＤＣＴ装置８００は、ＤＣＴ係数に逆
二次元離散コサイン変換を行い、再生画像データを出力
する。
が、符号化テーブル５００を参照して圧縮データにエン
トロピー復号化処理を行い、量子化ＤＣＴ係数を出力す
る。逆量子化器７００は、量子化テーブル４００を参照
して量子化ＤＣＴ係数に逆量子化処理を行い、ＤＣＴ係
数を出力する。逆ＤＣＴ装置８００は、ＤＣＴ係数に逆
二次元離散コサイン変換を行い、再生画像データを出力
する。
【０００８】次に、二次元離散コサイン変換方法を説明
する。まず、図２６に示すように、画像データを複数の
８×８画素ブロックに分割する。図２７に示すように、
１つの８×８画素ブロック内の各画素データの値をＰ
X Y （Ｘ，Ｙ＝０，…，７）で示す。ここで、Ｘ，Ｙが
ブロック内の画素データの位置を表わしている。
する。まず、図２６に示すように、画像データを複数の
８×８画素ブロックに分割する。図２７に示すように、
１つの８×８画素ブロック内の各画素データの値をＰ
X Y （Ｘ，Ｙ＝０，…，７）で示す。ここで、Ｘ，Ｙが
ブロック内の画素データの位置を表わしている。
【０００９】分割された各８×８画素ブロックに対し
て、数１による二次元離散コサイン変換を行う。
て、数１による二次元離散コサイン変換を行う。
【００１０】
【数１】
【００１１】ここで、ＳU V （Ｕ，Ｖ＝０，…，７）は
ＤＣＴ係数を表わし、Ｕ，ＶはＤＣＴ係数の位置を表わ
す。Ｕ＝Ｖ＝０の場合にはＣU ＝ＣV ＝１／√２とな
り、その他の場合にはＣU ＝ＣV ＝１となる。さらに、
画素データＰX Y のビット精度が８ビットの場合にはＬ
S ＝１２８となり、画素データＰX Y のビット精度が１
２ビットの場合にはＬS ＝２０４８となる。
ＤＣＴ係数を表わし、Ｕ，ＶはＤＣＴ係数の位置を表わ
す。Ｕ＝Ｖ＝０の場合にはＣU ＝ＣV ＝１／√２とな
り、その他の場合にはＣU ＝ＣV ＝１となる。さらに、
画素データＰX Y のビット精度が８ビットの場合にはＬ
S ＝１２８となり、画素データＰX Y のビット精度が１
２ビットの場合にはＬS ＝２０４８となる。
【００１２】二次元離散コサイン変換の結果、６４個の
ＤＣＴ係数ＳU V が得られる。ＤＣＴ係数Ｓ0 0 はＤＣ
係数と呼ばれ、残りの６３個ＤＣＴ係数はＡＣ係数と呼
ばれる。
ＤＣＴ係数ＳU V が得られる。ＤＣＴ係数Ｓ0 0 はＤＣ
係数と呼ばれ、残りの６３個ＤＣＴ係数はＡＣ係数と呼
ばれる。
【００１３】ＤＣ係数は８×８画素データの平均値（直
流成分）を示している。数１に示されるように、各画素
データＰX Y よりＬS を引くことにより、ＤＣ係数の期
待値を０にレベルシフトしている。
流成分）を示している。数１に示されるように、各画素
データＰX Y よりＬS を引くことにより、ＤＣ係数の期
待値を０にレベルシフトしている。
【００１４】図２７に示すように、二次元離散コサイン
変換されたブロックの左上および右下がそれぞれＤＣＴ
係数Ｓ0 0 ，Ｓ7 7 に対応している。二次元離散コサイ
ン変換されたブロックの左から右に進むにつれて高周波
の水平周波数成分を多く含み、上から下に進むにつれて
高周波の垂直周波数成分を多く含むことになる。
変換されたブロックの左上および右下がそれぞれＤＣＴ
係数Ｓ0 0 ，Ｓ7 7 に対応している。二次元離散コサイ
ン変換されたブロックの左から右に進むにつれて高周波
の水平周波数成分を多く含み、上から下に進むにつれて
高周波の垂直周波数成分を多く含むことになる。
【００１５】一方、数２に示す逆二次元離散コサイン変
換によりＤＣＴ係数ＳU V から６４個の画素データＰ
X Y （Ｘ，Ｙ＝０，…，７）を得ることができる。
換によりＤＣＴ係数ＳU V から６４個の画素データＰ
X Y （Ｘ，Ｙ＝０，…，７）を得ることができる。
【００１６】
【数２】
【００１７】数２に示されるように、各画素データにＬ
S を加えることにより、レベルシフト分を元に戻してい
る。ＤＣＴ係数ＳU V は、係数位置ごとに異なる量子化
テーブルＱU V を用いて、数３により線型量子化され、
量子化ＤＣＴ係数ｒU V が得られる。
S を加えることにより、レベルシフト分を元に戻してい
る。ＤＣＴ係数ＳU V は、係数位置ごとに異なる量子化
テーブルＱU V を用いて、数３により線型量子化され、
量子化ＤＣＴ係数ｒU V が得られる。
【００１８】
【数３】ｒU V ＝ｒｏｕｎｄ（ＳU V ／ＱU V ） ｒｏｕｎｄは、最も近い整数への整数化を意味する。
【００１９】復号化側では、逆量子化が行われる。ハフ
マン復号化で得られた量子化ＤＣＴ係数をｒU V とする
と、数４により逆量子化を行う。
マン復号化で得られた量子化ＤＣＴ係数をｒU V とする
と、数４により逆量子化を行う。
【００２０】
【数４】ＳU V ＝ｒU V ×ＱU V 量子化テーブルＱU V の値を変化させることにより画質
を制御することができる。量子化テーブルＱU V の値を
小さく設定すると、量子化ＤＣＴ係数ｒU V の値が大き
くなり、画質の良い画像を符号化することができる。逆
に、量子化テーブルＱU V の値を大きく設定すると、量
子化ＤＣＴ係数ｒU V の値が小さくなり、符号化情報量
は減少するが、画質は劣化する。
を制御することができる。量子化テーブルＱU V の値を
小さく設定すると、量子化ＤＣＴ係数ｒU V の値が大き
くなり、画質の良い画像を符号化することができる。逆
に、量子化テーブルＱU V の値を大きく設定すると、量
子化ＤＣＴ係数ｒU V の値が小さくなり、符号化情報量
は減少するが、画質は劣化する。
【００２１】このように、量子化テーブルＱU V の値を
変えることにより、画質および符号化情報を自由に制御
することができる。次に、特開平６−６７６９９号公報
に開示された二次元離散コサイン変換を用いた音声デー
タの圧縮方法を図２８を参照して説明する。
変えることにより、画質および符号化情報を自由に制御
することができる。次に、特開平６−６７６９９号公報
に開示された二次元離散コサイン変換を用いた音声デー
タの圧縮方法を図２８を参照して説明する。
【００２２】図２８の（ａ）に示すように、一連の音声
データをＤ１，Ｄ２，…，Ｄ６４とする。音声データは
一次元性を有するので、そのままの形では二次元離散コ
サイン変換を行うことはできない。
データをＤ１，Ｄ２，…，Ｄ６４とする。音声データは
一次元性を有するので、そのままの形では二次元離散コ
サイン変換を行うことはできない。
【００２３】そこで、図２８の（ｂ）に示すように、一
連の音声データＤ１，Ｄ２，…，Ｄ６４を例えば８×８
のマトリクスに配列し、疑似的に二次元マトリクスを形
成する。ここで、マトリクスのＸ方向の座標およびＹ方
向の座標をそれじれＸ＝０，１，…，７、Ｙ＝０，１，
…，７とする。
連の音声データＤ１，Ｄ２，…，Ｄ６４を例えば８×８
のマトリクスに配列し、疑似的に二次元マトリクスを形
成する。ここで、マトリクスのＸ方向の座標およびＹ方
向の座標をそれじれＸ＝０，１，…，７、Ｙ＝０，１，
…，７とする。
【００２４】まず、マトリクスのＹ＝０の行に音声デー
タＤ１，Ｄ２，…，Ｄ８をＸ方向に順に配列し、Ｙ＝１
の行に音声データＤ９，Ｄ１０，…，Ｄ１５をＸ方向に
順に配列する。同様にして、Ｙ＝２，３，…，７の各行
に音声データＤ１７，Ｄ１８，…，Ｄ６４をＸ方向に順
に配列する。このようにして、音声データＤ１，Ｄ２，
…，Ｄ６４が二次元マトリクスに配列される。
タＤ１，Ｄ２，…，Ｄ８をＸ方向に順に配列し、Ｙ＝１
の行に音声データＤ９，Ｄ１０，…，Ｄ１５をＸ方向に
順に配列する。同様にして、Ｙ＝２，３，…，７の各行
に音声データＤ１７，Ｄ１８，…，Ｄ６４をＸ方向に順
に配列する。このようにして、音声データＤ１，Ｄ２，
…，Ｄ６４が二次元マトリクスに配列される。
【００２５】このようにして配列された音声データＤ
１，Ｄ２，…，Ｄ６４に上記の二次元離散コサイン変換
を行うことにより音声データを圧縮することができる。
１，Ｄ２，…，Ｄ６４に上記の二次元離散コサイン変換
を行うことにより音声データを圧縮することができる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２８
に示した従来の音声データ圧縮方法においては、Ｘ方向
に隣接する音声データどうしは相互に相関性を有する
が、Ｙ方向に隣接する音声データどうしは相関性を有し
ない。すなわち、Ｘ方向には連続する音声データが順に
配列されているが、Ｙ方向には全く関連のない音声デー
タが配列されることになる。したがって、このように配
列された音声データに二次元離散コサイン変換を行った
場合、圧縮比をあまり大きくすることができないという
問題がある。
に示した従来の音声データ圧縮方法においては、Ｘ方向
に隣接する音声データどうしは相互に相関性を有する
が、Ｙ方向に隣接する音声データどうしは相関性を有し
ない。すなわち、Ｘ方向には連続する音声データが順に
配列されているが、Ｙ方向には全く関連のない音声デー
タが配列されることになる。したがって、このように配
列された音声データに二次元離散コサイン変換を行った
場合、圧縮比をあまり大きくすることができないという
問題がある。
【００２７】一方、音声データの聴覚重み付け符号化に
おいて、符号データのデータ長を一定の長さ以下に固定
化するように重み付けを行った場合、音声データの内容
によって良い音質および悪い音質が出現するという問題
がある。
おいて、符号データのデータ長を一定の長さ以下に固定
化するように重み付けを行った場合、音声データの内容
によって良い音質および悪い音質が出現するという問題
がある。
【００２８】さらに、図２５に示した方式では、ＤＣＴ
係数の量子化処理においてデータ量が削減されるが、そ
の量子化処理により量子化誤差が生じるという問題があ
る。それゆえに、本発明の目的は、高い音質を維持しつ
つ圧縮率が向上された音声データの圧縮装置を提供する
ことである。
係数の量子化処理においてデータ量が削減されるが、そ
の量子化処理により量子化誤差が生じるという問題があ
る。それゆえに、本発明の目的は、高い音質を維持しつ
つ圧縮率が向上された音声データの圧縮装置を提供する
ことである。
【００２９】本発明の他の目的は、高い音質を維持しつ
つデータ長を一定の長さ以下に固定化しかつデータ長を
短縮することができる音声データの圧縮方法を提供する
ことである。
つデータ長を一定の長さ以下に固定化しかつデータ長を
短縮することができる音声データの圧縮方法を提供する
ことである。
【００３０】本発明のさらに他の目的は、量子化誤差が
低減された画像データおよび音声データの圧縮装置を提
供することである。
低減された画像データおよび音声データの圧縮装置を提
供することである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】（１）第１の発明 第１の発明に係るデータ圧縮装置は、配列手段および変
換手段を備える。配列手段は、一連の音声データを水平
方向および垂直方向に相関性を有するように二次元マト
リクスに配列する。変換手段は、配列手段により配列さ
れた二次元マトリクスの音声データに二次元離散コサイ
ン変換を行う。配列手段は、連続する音声データを水平
方向に順に配列しかつ垂直方向に１つずつシフトして一
連の音声データを水平方向および垂直方向に相関性を有
するように２次元マトリクスに配列してもよい。 配列手
段は、連続する音声データを水平方向に順に配列しかつ
垂直方向に２つずつシフトして一連の音声データを水平
方向および垂直方向に相関性を有するように２次元マト
リクスに配列してもよい。 配列手段は、連続する２つの
音声データの平均値を順に配列して一連の音声データを
水平方向および垂直方向に相関性を有するように２次元
マトリクスに配列してもよい。
換手段を備える。配列手段は、一連の音声データを水平
方向および垂直方向に相関性を有するように二次元マト
リクスに配列する。変換手段は、配列手段により配列さ
れた二次元マトリクスの音声データに二次元離散コサイ
ン変換を行う。配列手段は、連続する音声データを水平
方向に順に配列しかつ垂直方向に１つずつシフトして一
連の音声データを水平方向および垂直方向に相関性を有
するように２次元マトリクスに配列してもよい。 配列手
段は、連続する音声データを水平方向に順に配列しかつ
垂直方向に２つずつシフトして一連の音声データを水平
方向および垂直方向に相関性を有するように２次元マト
リクスに配列してもよい。 配列手段は、連続する２つの
音声データの平均値を順に配列して一連の音声データを
水平方向および垂直方向に相関性を有するように２次元
マトリクスに配列してもよい。
【００３２】（２）第２の発明 第２の発明に係るデータ圧縮方法は、一連の音声データ
を複数の周波数帯域に分割し、その分割により得られた
各周波数帯域の音声データを二次元マトリクスに配列す
る。各周波数帯域ごとに二次元マトリクスの音声データ
に二次元離散コサイン変換を行い、二次元離散コサイン
変換により得られた各周波数帯域ごとのデータから主た
るデータを所定の選択条件で選択する。符号データの長
さが所定の長さ以下に固定化されるように選択条件を修
正しつつ選択された主たるデータを符号化する。
を複数の周波数帯域に分割し、その分割により得られた
各周波数帯域の音声データを二次元マトリクスに配列す
る。各周波数帯域ごとに二次元マトリクスの音声データ
に二次元離散コサイン変換を行い、二次元離散コサイン
変換により得られた各周波数帯域ごとのデータから主た
るデータを所定の選択条件で選択する。符号データの長
さが所定の長さ以下に固定化されるように選択条件を修
正しつつ選択された主たるデータを符号化する。
【００３３】（３）第３の発明 第３の発明に係るデータ圧縮装置は、第１の変換手段、
分離手段、第２の変換手段、第１の符号化手段および第
２の符号化手段を備える。
分離手段、第２の変換手段、第１の符号化手段および第
２の符号化手段を備える。
【００３４】第１の変換手段は、ｍビットのデータに二
次元離散コサイン変換を行ってｎビットのデータを得
る。分離手段は、第１の変換手段により得られたｎビッ
トのデータを上位ｎ−ｋビットのデータおよび下位ｋビ
ットのデータに分離する。第２の変換手段は、分離手段
により得られた下位ｋビットのデータに二次元離散コサ
イン変換を行う。第１の符号化手段は、第２の変換手段
により得られたデータを符号化する。第２の符号化手段
は、分離手段により得られた上位ｎ−ｋビットのデータ
を符号化する。
次元離散コサイン変換を行ってｎビットのデータを得
る。分離手段は、第１の変換手段により得られたｎビッ
トのデータを上位ｎ−ｋビットのデータおよび下位ｋビ
ットのデータに分離する。第２の変換手段は、分離手段
により得られた下位ｋビットのデータに二次元離散コサ
イン変換を行う。第１の符号化手段は、第２の変換手段
により得られたデータを符号化する。第２の符号化手段
は、分離手段により得られた上位ｎ−ｋビットのデータ
を符号化する。
【００３５】第１の変換手段および第２の変換手段は１
つの変換手段で兼用してもよい。また、第１の符号化手
段および第２の符号化手段は１つの符号化手段で兼用し
てもよい。
つの変換手段で兼用してもよい。また、第１の符号化手
段および第２の符号化手段は１つの符号化手段で兼用し
てもよい。
【００３６】
（１）第１の発明 第１の発明に係るデータ圧縮装置においては、一連の音
声データが水平方向および垂直方向に相関性を有するよ
うに配列が行われるので、二次元離散コサイン変換にお
いて高い圧縮率が得られる。したがって、音声データの
圧縮において、高い音質を維持しつつ圧縮率を向上させ
ることが可能となる。
声データが水平方向および垂直方向に相関性を有するよ
うに配列が行われるので、二次元離散コサイン変換にお
いて高い圧縮率が得られる。したがって、音声データの
圧縮において、高い音質を維持しつつ圧縮率を向上させ
ることが可能となる。
【００３７】（２）第２の発明 第２の発明に係るデータ圧縮方法においては、一連の音
声データが複数の周波数帯域に分割され、各周波数帯域
ごとに二次元離散コサイン変換、主たるデータの選択お
よび符号化が行われる。その際、符号データのデータ長
が所定の長さ以下に固定化されるように、選択条件を修
正しつつ符号化が行われるので、高い音質を維持しつつ
データ長を一定の長さ以下に固定化しかつデータ長を短
縮することができる。
声データが複数の周波数帯域に分割され、各周波数帯域
ごとに二次元離散コサイン変換、主たるデータの選択お
よび符号化が行われる。その際、符号データのデータ長
が所定の長さ以下に固定化されるように、選択条件を修
正しつつ符号化が行われるので、高い音質を維持しつつ
データ長を一定の長さ以下に固定化しかつデータ長を短
縮することができる。
【００３８】（３）第３の発明 第３の発明に係るデータ圧縮装置においては、ｍビット
のデータに二次元離散コサイン変換が行われ、ｎビット
（ｎ＞ｍ）のデータ（ＤＣＴ係数）が得られる。ｎビッ
トのデータは、上位ｎ−ｋビットのデータと下位ｋビッ
トのデータとに分離される。下位ｋビットのデータは再
び二次元離散コサイン変換された後、符号化される。上
位ｎ−ｋビットのデータはそのまま符号化される。
のデータに二次元離散コサイン変換が行われ、ｎビット
（ｎ＞ｍ）のデータ（ＤＣＴ係数）が得られる。ｎビッ
トのデータは、上位ｎ−ｋビットのデータと下位ｋビッ
トのデータとに分離される。下位ｋビットのデータは再
び二次元離散コサイン変換された後、符号化される。上
位ｎ−ｋビットのデータはそのまま符号化される。
【００３９】二次元離散コサイン変換により得られたｎ
ビットのデータを量子化因子で量子化した場合、下位ｋ
ビットのデータは量子化誤差となる。第３の発明に係る
データ圧縮装置においては、量子化誤差となる下位ｋビ
ットのデータに二次元離散コサイン変換を再び行うの
で、量子化誤差の発生がなくなり、データ圧縮による誤
差は二次元離散コサイン変換による誤差のみとなる。し
たがって、データ圧縮において、量子化誤差を低減する
ことができる。
ビットのデータを量子化因子で量子化した場合、下位ｋ
ビットのデータは量子化誤差となる。第３の発明に係る
データ圧縮装置においては、量子化誤差となる下位ｋビ
ットのデータに二次元離散コサイン変換を再び行うの
で、量子化誤差の発生がなくなり、データ圧縮による誤
差は二次元離散コサイン変換による誤差のみとなる。し
たがって、データ圧縮において、量子化誤差を低減する
ことができる。
【００４０】
（１）第１の実施例 図１は第１の実施例によるＤＣＴ装置の構成を示すブロ
ック図である。図１において、ＤＣＴ装置１は、Ａ／Ｄ
変換器２、レジスタ３、マトリクス用メモリ４、アドレ
スセレクタ５および二次元ＤＣＴ部６を含む。
ック図である。図１において、ＤＣＴ装置１は、Ａ／Ｄ
変換器２、レジスタ３、マトリクス用メモリ４、アドレ
スセレクタ５および二次元ＤＣＴ部６を含む。
【００４１】Ａ／Ｄ変換器２は、アナログ音声信号を一
連のディジタル音声データに変換してレジスタ３に与え
る。レジスタ３はその音声データを一時的に保持する。
マトリクス用メモリ４はＮ×Ｎ（Ｎは正の整数）の記憶
領域を有する。ここでは、マトリクス用メモリ４が８×
８の記憶領域を有するものとする。アドレスセレクタ５
はマトリクス用メモリ４のアドレス指定を行う。
連のディジタル音声データに変換してレジスタ３に与え
る。レジスタ３はその音声データを一時的に保持する。
マトリクス用メモリ４はＮ×Ｎ（Ｎは正の整数）の記憶
領域を有する。ここでは、マトリクス用メモリ４が８×
８の記憶領域を有するものとする。アドレスセレクタ５
はマトリクス用メモリ４のアドレス指定を行う。
【００４２】レジスタ３に保持された音声データは、ア
ドレスセレクタ５のアドレス指定によりマトリクス用メ
モリ４内に順次書き込まれて配列される。また、アドレ
スセレクタ５のアドレス指定により順次音声データが読
み出され、二次元ＤＣＴ部６に与えられる。二次元ＤＣ
Ｔ部６は、８×８の音声データに二次元離散コサイン変
換を行い、８×８のＤＣＴ係数を出力する。
ドレスセレクタ５のアドレス指定によりマトリクス用メ
モリ４内に順次書き込まれて配列される。また、アドレ
スセレクタ５のアドレス指定により順次音声データが読
み出され、二次元ＤＣＴ部６に与えられる。二次元ＤＣ
Ｔ部６は、８×８の音声データに二次元離散コサイン変
換を行い、８×８のＤＣＴ係数を出力する。
【００４３】次に、マトリクス用メモリ４における音声
データの配列方法を説明する。図２は音声データの第１
の配列方法を示す図である。図２において、マトリクス
用メモリ４のＸ方向のアドレスをＸ＝０，１，…，７と
し、Ｙ方向のアドレスをＹ＝０，１，…，７とする。ま
た、一連の音声データをＤ０，Ｄ１，Ｄ２，…とする。
データの配列方法を説明する。図２は音声データの第１
の配列方法を示す図である。図２において、マトリクス
用メモリ４のＸ方向のアドレスをＸ＝０，１，…，７と
し、Ｙ方向のアドレスをＹ＝０，１，…，７とする。ま
た、一連の音声データをＤ０，Ｄ１，Ｄ２，…とする。
【００４４】第１の配列方法では、Ｙ＝０の行に音声デ
ータＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７をＸ方向に順に配列し、Ｙ＝
１の行に音声データＤ１，Ｄ２，…，Ｄ８をＸ方向に順
に配列し、Ｙ＝２の行に音声データＤ２，Ｄ３，…，Ｄ
９をＸ方向に順に配列する。同様にして、Ｙ＝３，４，
…，７の各行に先頭の音声データを１つずつシフトしな
がら連続する８個の音声データをＸ方向に順に配列す
る。
ータＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７をＸ方向に順に配列し、Ｙ＝
１の行に音声データＤ１，Ｄ２，…，Ｄ８をＸ方向に順
に配列し、Ｙ＝２の行に音声データＤ２，Ｄ３，…，Ｄ
９をＸ方向に順に配列する。同様にして、Ｙ＝３，４，
…，７の各行に先頭の音声データを１つずつシフトしな
がら連続する８個の音声データをＸ方向に順に配列す
る。
【００４５】その結果、１５個の音声データＤ０，Ｄ
１，…，Ｄ１４がＸ方向およびＹ方向に相関性を有する
ように二次元に配列される。例えば、Ｙ＝０の行には連
続する音声データＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７が配列され、Ｘ
＝０の列にも連続する音声データＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７
が配列される。この音声データの配列は、図１のアドレ
スセレクタ５によるアドレス指定により行われる。
１，…，Ｄ１４がＸ方向およびＹ方向に相関性を有する
ように二次元に配列される。例えば、Ｙ＝０の行には連
続する音声データＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７が配列され、Ｘ
＝０の列にも連続する音声データＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７
が配列される。この音声データの配列は、図１のアドレ
スセレクタ５によるアドレス指定により行われる。
【００４６】このように、一連の音声データがＸ方向お
よびＹ方向に相関性を有するように配列されているの
で、これらの音声データを図１の二次元ＤＣＴ部６によ
り二次元離散コサイン変換した場合、圧縮率が高くな
る。
よびＹ方向に相関性を有するように配列されているの
で、これらの音声データを図１の二次元ＤＣＴ部６によ
り二次元離散コサイン変換した場合、圧縮率が高くな
る。
【００４７】二次元ＤＣＴ部６により得られたＤＣＴ係
数は、必要に応じて図２６に示した量子化器２００によ
り量子化された後、エントロピー符号化器３００により
ハフマン符号化される。それにより、ハフマン符号が得
られる。なお、量子化器２００による量子化を行わなく
てもよい。
数は、必要に応じて図２６に示した量子化器２００によ
り量子化された後、エントロピー符号化器３００により
ハフマン符号化される。それにより、ハフマン符号が得
られる。なお、量子化器２００による量子化を行わなく
てもよい。
【００４８】図３は音声データの第２の配列方法を示す
図である。第２の配列方法では、Ｙ＝０の行に音声デー
タＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７をＸ方向に順に配列し、Ｙ＝１
の行に音声データＤ２，Ｄ３，…Ｄ９をＸ方向に順に配
列し、Ｙ＝２の行に音声データＤ４，Ｄ５，…，Ｄ１１
をＸ方向に順に配列する。同様にして、先頭の音声デー
タを２つずつシフトしながらＹ＝３，４，…，７の各行
に連続する８個の音声データをＸ方向に順に配列する。
図である。第２の配列方法では、Ｙ＝０の行に音声デー
タＤ０，Ｄ１，…，Ｄ７をＸ方向に順に配列し、Ｙ＝１
の行に音声データＤ２，Ｄ３，…Ｄ９をＸ方向に順に配
列し、Ｙ＝２の行に音声データＤ４，Ｄ５，…，Ｄ１１
をＸ方向に順に配列する。同様にして、先頭の音声デー
タを２つずつシフトしながらＹ＝３，４，…，７の各行
に連続する８個の音声データをＸ方向に順に配列する。
【００４９】その結果、Ｘ方向に連続する音声データが
順に配列され、Ｙ方向に１つおきの音声データが順に配
列される。このようにして、２２個の音声データＤ０，
Ｄ１，…，Ｄ２１がＸ方向およびＹ方向に相関性を有す
るように二次元マトリクスに配列される。
順に配列され、Ｙ方向に１つおきの音声データが順に配
列される。このようにして、２２個の音声データＤ０，
Ｄ１，…，Ｄ２１がＸ方向およびＹ方向に相関性を有す
るように二次元マトリクスに配列される。
【００５０】第２の配列方法では、第１の配列方法に比
べてＹ方向の音声データの相関性が若干低くなるが、１
つのマトリクスに配列される音声データの数が増加す
る。図４は音声データの第３の配列方法を示す図であ
る。図４において、“＋”は２つの音声データの平均を
表わしている。
べてＹ方向の音声データの相関性が若干低くなるが、１
つのマトリクスに配列される音声データの数が増加す
る。図４は音声データの第３の配列方法を示す図であ
る。図４において、“＋”は２つの音声データの平均を
表わしている。
【００５１】第３の配列方法では、Ｙ＝０の行に音声デ
ータＤ０，Ｄ１の平均値，音声データＤ２，Ｄ３の平均
値，…，音声データＤ１４，Ｄ１５の平均値をＸ方向に
順に配列する。次に、Ｙ＝１の行に音声データＤ２，Ｄ
３の平均値，音声データＤ４，Ｄ５の平均値，…，音声
データＤ１６，Ｄ１７の平均値をＸ方向に順に配列す
る。さらに、Ｙ＝２の行に音声データＤ４，Ｄ５の平均
値，音声データＤ６，Ｄ７の平均値，…，音声データＤ
１８，Ｄ１９の平均値を順に配列する。同様にして、Ｙ
＝３，４，…，７の各行に連続する２つの音声データの
平均値を順に配列する。
ータＤ０，Ｄ１の平均値，音声データＤ２，Ｄ３の平均
値，…，音声データＤ１４，Ｄ１５の平均値をＸ方向に
順に配列する。次に、Ｙ＝１の行に音声データＤ２，Ｄ
３の平均値，音声データＤ４，Ｄ５の平均値，…，音声
データＤ１６，Ｄ１７の平均値をＸ方向に順に配列す
る。さらに、Ｙ＝２の行に音声データＤ４，Ｄ５の平均
値，音声データＤ６，Ｄ７の平均値，…，音声データＤ
１８，Ｄ１９の平均値を順に配列する。同様にして、Ｙ
＝３，４，…，７の各行に連続する２つの音声データの
平均値を順に配列する。
【００５２】このようにして、音声データＤ０，Ｄ１，
…，Ｄ２９において各連続する２つの音声データの平均
値がＸ方向およびＹ方向に相関性を有するように配列さ
れる。第３の配列方法によれば、１つのマトリクスに配
列される音声データの数が３０個となる。
…，Ｄ２９において各連続する２つの音声データの平均
値がＸ方向およびＹ方向に相関性を有するように配列さ
れる。第３の配列方法によれば、１つのマトリクスに配
列される音声データの数が３０個となる。
【００５３】図５、図６、図７、図８および図９はそれ
ぞれ１ｋＨｚ、２．５ｋＨｚ、５ｋＨｚ、９ｋＨｚおよ
び１７ｋＨｚの正弦波を４０ｋＨｚでサンプリングして
図１のＤＣＴ装置１により二次元離散コサイン変換した
結果を示す。
ぞれ１ｋＨｚ、２．５ｋＨｚ、５ｋＨｚ、９ｋＨｚおよ
び１７ｋＨｚの正弦波を４０ｋＨｚでサンプリングして
図１のＤＣＴ装置１により二次元離散コサイン変換した
結果を示す。
【００５４】図５に示すように、１ｋＨｚの正弦波のＤ
ＣＴ係数は低域に集中している。また、図６に示すよう
に、２．５ｋＨｚの正弦波のＤＣＴ係数は低域から中域
に分布しており、図７に示すように、５ｋＨｚの正弦波
のＤＣＴ係数は主として中域に分布しており、図８に示
すように、９ｋＨｚの正弦波のＤＣＴ係数は中域から高
域に分布している。さらに、図９に示すように、１７ｋ
Ｈｚの正弦波のＤＣＴ係数は主として高域に分布してい
る。
ＣＴ係数は低域に集中している。また、図６に示すよう
に、２．５ｋＨｚの正弦波のＤＣＴ係数は低域から中域
に分布しており、図７に示すように、５ｋＨｚの正弦波
のＤＣＴ係数は主として中域に分布しており、図８に示
すように、９ｋＨｚの正弦波のＤＣＴ係数は中域から高
域に分布している。さらに、図９に示すように、１７ｋ
Ｈｚの正弦波のＤＣＴ係数は主として高域に分布してい
る。
【００５５】このように、図１のＤＣＴ装置１によれ
ば、音声信号の周波数に応じてＤＣＴ係数がある周波数
領域に偏って現れるので、データの圧縮率が高くなる。
従来のＡＤＰＣＭによれば、音声データの圧縮比は１／
２となるが、第１の実施例によれば、音声データの圧縮
比は１／６となった。また、第１の実施例によれば、Ａ
ＤＰＣＭとほぼ同等のＳ／Ｎが得られ、音質はＡＤＰＣ
Ｍと同程度となった。
ば、音声信号の周波数に応じてＤＣＴ係数がある周波数
領域に偏って現れるので、データの圧縮率が高くなる。
従来のＡＤＰＣＭによれば、音声データの圧縮比は１／
２となるが、第１の実施例によれば、音声データの圧縮
比は１／６となった。また、第１の実施例によれば、Ａ
ＤＰＣＭとほぼ同等のＳ／Ｎが得られ、音質はＡＤＰＣ
Ｍと同程度となった。
【００５６】（２）第２の実施例 図１０は本発明の第２の実施例によるデータ圧縮方法を
示す図である。まず、図１０の（ａ）に示すように、Ｑ
ＭＦ（Quartz Mirror Filter) 等を用いて音声データを
複数の帯域に分割する。ここでは、音声データの全帯域
を０〜２０ｋＨｚとする。０〜２０ｋＨｚの帯域を０〜
１０ｋＨｚの帯域と１０〜２０ｋＨｚの帯域とに分割す
る。さらに、０〜１０ｋＨｚの帯域を０〜５ｋＨｚの帯
域と５〜１０ｋＨｚの帯域とに分割し、１０〜２０ｋＨ
ｚの帯域を１０〜１５ｋＨｚの帯域と１５〜２０ｋＨｚ
の帯域とに分割する。このようにして、音声データを４
つの帯域に分割する。
示す図である。まず、図１０の（ａ）に示すように、Ｑ
ＭＦ（Quartz Mirror Filter) 等を用いて音声データを
複数の帯域に分割する。ここでは、音声データの全帯域
を０〜２０ｋＨｚとする。０〜２０ｋＨｚの帯域を０〜
１０ｋＨｚの帯域と１０〜２０ｋＨｚの帯域とに分割す
る。さらに、０〜１０ｋＨｚの帯域を０〜５ｋＨｚの帯
域と５〜１０ｋＨｚの帯域とに分割し、１０〜２０ｋＨ
ｚの帯域を１０〜１５ｋＨｚの帯域と１５〜２０ｋＨｚ
の帯域とに分割する。このようにして、音声データを４
つの帯域に分割する。
【００５７】次に、図１０の（ｂ）に示すように、分割
された帯域ごとに音声データを二次元マトリクスに配列
し、二次元離散コサイン変換を行ってＤＣＴ係数を得
る。二次元マトリクスへの配列方法は、第１の実施例に
おける配列方法を用いる。
された帯域ごとに音声データを二次元マトリクスに配列
し、二次元離散コサイン変換を行ってＤＣＴ係数を得
る。二次元マトリクスへの配列方法は、第１の実施例に
おける配列方法を用いる。
【００５８】さらに、図１０の（ｃ）に示すように、二
次元離散コサイン変換により得られた各帯域のＤＣＴ係
数から主たるＤＣＴ係数を、次の（Ａ）〜（Ｃ）のいず
れかの方法を用いてあるいはそれらの方法を組み合わせ
て選択する。
次元離散コサイン変換により得られた各帯域のＤＣＴ係
数から主たるＤＣＴ係数を、次の（Ａ）〜（Ｃ）のいず
れかの方法を用いてあるいはそれらの方法を組み合わせ
て選択する。
【００５９】（Ａ）あるしきい値以上のＤＣＴ係数のみ
を選択する。 （Ｂ）ＤＣＴ係数の二次元マトリクスを低域から高域に
かけて複数の領域に分割し、各領域内で代表的なＤＣＴ
係数を選択する。
を選択する。 （Ｂ）ＤＣＴ係数の二次元マトリクスを低域から高域に
かけて複数の領域に分割し、各領域内で代表的なＤＣＴ
係数を選択する。
【００６０】（Ｃ）ある値以上の高周波数成分またはあ
る値以下の低周波成分を一律にカットして残りのＤＣＴ
係数を選択する。 各帯域ごとに上記の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれか
または２つ以上を組み合わせてＤＣＴ係数の選択を行
う。
る値以下の低周波成分を一律にカットして残りのＤＣＴ
係数を選択する。 各帯域ごとに上記の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれか
または２つ以上を組み合わせてＤＣＴ係数の選択を行
う。
【００６１】次に、ある帯域において選択されたＤＣＴ
係数を仮にハフマン符号化し、得られた符号データのデ
ータ長からすべての帯域の符号データのデータ長を推測
する。そして、図１０の（ｄ），（ｅ）に示すように、
ＤＣＴ係数の選択条件を修正することにより符号データ
のデータ長が所定の長さ以下になるようにデータ長を固
定化する。すなわち、方法（Ａ）ではしきい値を変更
し、方法（Ｂ）では領域の分割方法を変更し、方法
（Ｃ）では高周波成分または低周波成分をカットする周
波数の値を変更する。修正された選択条件で、図１０の
（ｃ）示すＤＣＴ係数の選択を行う。
係数を仮にハフマン符号化し、得られた符号データのデ
ータ長からすべての帯域の符号データのデータ長を推測
する。そして、図１０の（ｄ），（ｅ）に示すように、
ＤＣＴ係数の選択条件を修正することにより符号データ
のデータ長が所定の長さ以下になるようにデータ長を固
定化する。すなわち、方法（Ａ）ではしきい値を変更
し、方法（Ｂ）では領域の分割方法を変更し、方法
（Ｃ）では高周波成分または低周波成分をカットする周
波数の値を変更する。修正された選択条件で、図１０の
（ｃ）示すＤＣＴ係数の選択を行う。
【００６２】その後、図１０の（ｄ）に示すように、各
帯域において選択されたＤＣＴ係数をハフマン符号化
し、符号データを得る。このようにして、所定の長さ以
下のデータ長に固定化された符号データが得られる。
帯域において選択されたＤＣＴ係数をハフマン符号化
し、符号データを得る。このようにして、所定の長さ以
下のデータ長に固定化された符号データが得られる。
【００６３】例えば、１ｋＨｚの正弦波をデータ圧縮す
る例を説明する。図１１は１ｋＨｚの音声データを第１
の実施例の図２に示す方法で二次元マトリクスに配列し
た状態を示す。図１１に示すように配列された音声デー
タに二次元離散コサイン変換を行うと、図１２に示すよ
うなＤＣＴ係数が得られる。
る例を説明する。図１１は１ｋＨｚの音声データを第１
の実施例の図２に示す方法で二次元マトリクスに配列し
た状態を示す。図１１に示すように配列された音声デー
タに二次元離散コサイン変換を行うと、図１２に示すよ
うなＤＣＴ係数が得られる。
【００６４】図１２に示すＤＣＴ係数は、主として低域
Ｌ１に集中している。したがって、上記の方法（Ｃ）を
用いて高域Ｈ１の高周波成分を一律にカットし、低域Ｌ
１の“１５８９”，“−２９９”，“−２９９”を選択
する。それにより、図１３に示すようなＤＣＴ係数が得
られる。
Ｌ１に集中している。したがって、上記の方法（Ｃ）を
用いて高域Ｈ１の高周波成分を一律にカットし、低域Ｌ
１の“１５８９”，“−２９９”，“−２９９”を選択
する。それにより、図１３に示すようなＤＣＴ係数が得
られる。
【００６５】図１３のＤＣＴ係数を二次元逆離散コサイ
ン変換により復号化すると、図１４に示すような音声デ
ータが得られる。図１４に示す復号化後の音声データ
は、図１１に示す二次元離散コサイン変換前の音声デー
タとほぼ一致していることがわかる。
ン変換により復号化すると、図１４に示すような音声デ
ータが得られる。図１４に示す復号化後の音声データ
は、図１１に示す二次元離散コサイン変換前の音声デー
タとほぼ一致していることがわかる。
【００６６】図１５は２．５ｋＨｚの音声データのＤＣ
Ｔ係数に上記の方法（Ｂ）を適用した状態を示す図であ
る。図１５に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスを低
域Ｌ２、中域Ｍ２および高域Ｈ２に分割し、低域Ｌ２の
代表値“３２０”および中域Ｍ２の代表値“−３８９”
を選択する。それにより、図１６に示すようなＤＣＴ係
数が得られる。
Ｔ係数に上記の方法（Ｂ）を適用した状態を示す図であ
る。図１５に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスを低
域Ｌ２、中域Ｍ２および高域Ｈ２に分割し、低域Ｌ２の
代表値“３２０”および中域Ｍ２の代表値“−３８９”
を選択する。それにより、図１６に示すようなＤＣＴ係
数が得られる。
【００６７】図１７は５ｋＨｚの音声信号のＤＣＴ係数
に上記の（Ｂ）を適用した状態を示す図である。図１７
に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスを低域Ｌ３、中
域Ｍ３および高域Ｈ３に分割し、中域Ｍ３の代表値“８
６０”および“−６７０”を選択する。それにより、図
１８に示すＤＣＴ係数が得られる。
に上記の（Ｂ）を適用した状態を示す図である。図１７
に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスを低域Ｌ３、中
域Ｍ３および高域Ｈ３に分割し、中域Ｍ３の代表値“８
６０”および“−６７０”を選択する。それにより、図
１８に示すＤＣＴ係数が得られる。
【００６８】図１９は９ｋＨｚの音声信号のＤＣＴ係数
に上記の方法（Ｂ）を適用した状態を示す図である。図
１９に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスを低域Ｌ
４、中域Ｍ４および高域Ｈ４に分割し、中域Ｍ４の代表
値“９０４”および高域Ｈ４の代表値“−７２３”を選
択する。それにより、図２０に示すＤＣＴ係数が得られ
る。
に上記の方法（Ｂ）を適用した状態を示す図である。図
１９に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスを低域Ｌ
４、中域Ｍ４および高域Ｈ４に分割し、中域Ｍ４の代表
値“９０４”および高域Ｈ４の代表値“−７２３”を選
択する。それにより、図２０に示すＤＣＴ係数が得られ
る。
【００６９】図２１は１７ｋＨｚの音声データのＤＣＴ
係数に上記の方法（Ｃ）を適用した状態を示す図であ
る。図２１に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスにお
いて低域Ｌ５の周波数成分を一律にカットし、高域Ｈ５
の“７０７”，“７０８”，“−４７７”を選択する。
それにより、図２２に示すＤＣＴ係数が得られる。
係数に上記の方法（Ｃ）を適用した状態を示す図であ
る。図２１に示すように、ＤＣＴ係数のマトリクスにお
いて低域Ｌ５の周波数成分を一律にカットし、高域Ｈ５
の“７０７”，“７０８”，“−４７７”を選択する。
それにより、図２２に示すＤＣＴ係数が得られる。
【００７０】（３）第３の実施例 図２３は第３の実施例によるデータ圧縮装置の構成の一
例を示すブロック図である。図２３に示すように、デー
タ圧縮装置２０は、二次元ＤＣＴ部２１，２３、分離部
２２およびハフマン符号化部２４，２５を含む。
例を示すブロック図である。図２３に示すように、デー
タ圧縮装置２０は、二次元ＤＣＴ部２１，２３、分離部
２２およびハフマン符号化部２４，２５を含む。
【００７１】まず、データ圧縮装置２０による８ビット
の画像データのデータ圧縮を説明する。二次元ＤＣＴ部
２１は、８ビットの入力データに二次元離散コサイン変
換を行い、１１ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を出力す
る。分離部２２は、二次元ＤＣＴ部２１から出力された
１１ビットのデータを量子化因子“１２８”で割ること
により、１１ビットのデータを上位７ビットのデータお
よび下位４ビットのデータに分離する。下位４ビットの
データが量子化誤差となる。
の画像データのデータ圧縮を説明する。二次元ＤＣＴ部
２１は、８ビットの入力データに二次元離散コサイン変
換を行い、１１ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を出力す
る。分離部２２は、二次元ＤＣＴ部２１から出力された
１１ビットのデータを量子化因子“１２８”で割ること
により、１１ビットのデータを上位７ビットのデータお
よび下位４ビットのデータに分離する。下位４ビットの
データが量子化誤差となる。
【００７２】二次元ＤＣＴ部２３は、分離部２２により
得られた下位４ビットのデータに二次元離散コサイン変
換を行い、７ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を得る。ハ
フマン符号化部２４は、二次元ＤＣＴ部２３により得ら
れた７ビットのデータにハフマン符号化を行い、下位側
の符号データＤＤを得る。
得られた下位４ビットのデータに二次元離散コサイン変
換を行い、７ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を得る。ハ
フマン符号化部２４は、二次元ＤＣＴ部２３により得ら
れた７ビットのデータにハフマン符号化を行い、下位側
の符号データＤＤを得る。
【００７３】一方、ハフマン符号化部２５は、分離部２
２により得られた上位７ビットのデータにハフマン符号
化を行い、上位側の符号データＵＤを得る。セレクタ２
６は、ハフマン符号化部２５から得られた上位側の符号
データＵＤとハフマン符号化部２４により得られた下位
側の符号データＤＤとを８×８のブロックごとに交互に
選択して伝送する。
２により得られた上位７ビットのデータにハフマン符号
化を行い、上位側の符号データＵＤを得る。セレクタ２
６は、ハフマン符号化部２５から得られた上位側の符号
データＵＤとハフマン符号化部２４により得られた下位
側の符号データＤＤとを８×８のブロックごとに交互に
選択して伝送する。
【００７４】図２３において、括弧内のビット数は音声
データ（オーディオデータ）のビット数を示す。次に、
データ圧縮装置２０による１６ビットの音声データのデ
ータ圧縮を説明する。
データ（オーディオデータ）のビット数を示す。次に、
データ圧縮装置２０による１６ビットの音声データのデ
ータ圧縮を説明する。
【００７５】二次元ＤＣＴ部２１は、１６ビットの音声
データに二次元離散コサイン変換を行い、１９ビットの
データ（ＤＣＴ係数）を出力する。分離部２２は、二次
元ＤＣＴ部２１から出力された１９ビットのデータを上
位１１ビットのデータと下位８ビットのデータとに分離
する。二次元ＤＣＴ部２３は、分離部２２により得られ
た下位８ビットのデータに二次元離散コサイン変換を行
い、１１ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を得る。ハフマ
ン符号化部２４は、二次元ＤＣＴ部２３により得られた
１１ビットのデータにハフマン符号化を行い、下位側の
符号データＤＤを出力する。
データに二次元離散コサイン変換を行い、１９ビットの
データ（ＤＣＴ係数）を出力する。分離部２２は、二次
元ＤＣＴ部２１から出力された１９ビットのデータを上
位１１ビットのデータと下位８ビットのデータとに分離
する。二次元ＤＣＴ部２３は、分離部２２により得られ
た下位８ビットのデータに二次元離散コサイン変換を行
い、１１ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を得る。ハフマ
ン符号化部２４は、二次元ＤＣＴ部２３により得られた
１１ビットのデータにハフマン符号化を行い、下位側の
符号データＤＤを出力する。
【００７６】一方、ハフマン符号化部２５は、分離部２
２により得られた上位１１ビットのデータにハフマン符
号化を行い、上位側の符号データをＵＤを出力する。セ
レクタ２６は、ハフマン符号化部２５により得られた上
位側の符号データＵＤとハフマン符号化部２４により得
られた下位側の符号データＤＤとを８×８のブロックご
とに交互に選択して伝送する。
２により得られた上位１１ビットのデータにハフマン符
号化を行い、上位側の符号データをＵＤを出力する。セ
レクタ２６は、ハフマン符号化部２５により得られた上
位側の符号データＵＤとハフマン符号化部２４により得
られた下位側の符号データＤＤとを８×８のブロックご
とに交互に選択して伝送する。
【００７７】このように、本実施例のデータ圧縮装置２
０では、従来の量子化において量子化誤差となる下位４
ビットのデータまたは下位８ビットのデータに再び二次
元離散コサイン変換を行った後、ハフマン符号化してい
るので、データ圧縮における誤差が二次元離散コサイン
変換による誤差のみとなる。したがって、高品質な画像
データまたは音声データが得られる。
０では、従来の量子化において量子化誤差となる下位４
ビットのデータまたは下位８ビットのデータに再び二次
元離散コサイン変換を行った後、ハフマン符号化してい
るので、データ圧縮における誤差が二次元離散コサイン
変換による誤差のみとなる。したがって、高品質な画像
データまたは音声データが得られる。
【００７８】図２４は本発明の第３の実施例によるデー
タ圧縮装置の構成の他の例を示すブロック図である。図
２４において、データ圧縮装置３０は、セレクタ３１，
３４、二次元ＤＣＴ部３２、分離部３３およびハフマン
符号化部３５を含む。
タ圧縮装置の構成の他の例を示すブロック図である。図
２４において、データ圧縮装置３０は、セレクタ３１，
３４、二次元ＤＣＴ部３２、分離部３３およびハフマン
符号化部３５を含む。
【００７９】ここでは、入力データが８ビットの画像デ
ータの場合を説明する。まず、セレクタ３１が、その８
ビットの入力データを選択して出力する。二次元ＤＣＴ
部３２は、セレクタ３１から出力される８ビットの入力
データに二次元離散コサイン変換を行い、１１ビットの
データ（ＤＣＴ係数）を出力する。分離部３３は、二次
元ＤＣＴ部３２から出力された１１ビットのデータを上
位７ビットのデータと下位４ビットのデータとに分離
し、下位４ビットのデータをセレクタ３１に戻し、上位
７ビットのデータをセレクタ３４に与える。
ータの場合を説明する。まず、セレクタ３１が、その８
ビットの入力データを選択して出力する。二次元ＤＣＴ
部３２は、セレクタ３１から出力される８ビットの入力
データに二次元離散コサイン変換を行い、１１ビットの
データ（ＤＣＴ係数）を出力する。分離部３３は、二次
元ＤＣＴ部３２から出力された１１ビットのデータを上
位７ビットのデータと下位４ビットのデータとに分離
し、下位４ビットのデータをセレクタ３１に戻し、上位
７ビットのデータをセレクタ３４に与える。
【００８０】セレクタ３４は、まず、分離部３３から出
力された上位７ビットのデータを選択して出力する。ハ
フマン符号化部３５は、セレクタ３４から出力された上
位７ビットのデータにハフマン符号化を行い、符号デー
タを出力する。
力された上位７ビットのデータを選択して出力する。ハ
フマン符号化部３５は、セレクタ３４から出力された上
位７ビットのデータにハフマン符号化を行い、符号デー
タを出力する。
【００８１】一方、セレクタ３１は、分離部３３により
得られた下位４ビットのデータを選択して出力する。二
次元ＤＣＴ部３２は、セレクタ３１から出力された下位
４ビットのデータに二次元離散コサイン変換を行い、７
ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を出力し、セレクタ３４
に与える。セレクタ３４は、二次元ＤＣＴ部３２から出
力された７ビットのデータを選択して出力する。ハフマ
ン符号化部３５は、セレクタ３４から出力された７ビッ
トのデータにハフマン符号化を行い、符号データを出力
する。
得られた下位４ビットのデータを選択して出力する。二
次元ＤＣＴ部３２は、セレクタ３１から出力された下位
４ビットのデータに二次元離散コサイン変換を行い、７
ビットのデータ（ＤＣＴ係数）を出力し、セレクタ３４
に与える。セレクタ３４は、二次元ＤＣＴ部３２から出
力された７ビットのデータを選択して出力する。ハフマ
ン符号化部３５は、セレクタ３４から出力された７ビッ
トのデータにハフマン符号化を行い、符号データを出力
する。
【００８２】このように、図２４のデータ圧縮装置３０
においては、セレクタ３１，３４を用いることにより二
次元ＤＣＴ部３２が図２３のデータ圧縮装置２０におけ
る２つの二次元ＤＣＴ部２１，２３の働きを行い、ハフ
マン符号化部３５が２つのハフマン符号化部２４，２５
の働きを行う。
においては、セレクタ３１，３４を用いることにより二
次元ＤＣＴ部３２が図２３のデータ圧縮装置２０におけ
る２つの二次元ＤＣＴ部２１，２３の働きを行い、ハフ
マン符号化部３５が２つのハフマン符号化部２４，２５
の働きを行う。
【００８３】なお、図２４においても、括弧内は音声デ
ータのビット数を示す。入力データが１６ビットの音声
データの場合にも、同様にしてデータ圧縮が行われる。
ータのビット数を示す。入力データが１６ビットの音声
データの場合にも、同様にしてデータ圧縮が行われる。
【００８４】
【発明の効果】第１の発明によれば、一連の音声データ
が水平方向および垂直方向に相関性を有するように二次
元マトリクスに配列され、二次元離散コサイン変換が行
われるので、データの圧縮率が高くなる。したがって、
高い音質を維持しつつビットレートを改善することがで
きる。
が水平方向および垂直方向に相関性を有するように二次
元マトリクスに配列され、二次元離散コサイン変換が行
われるので、データの圧縮率が高くなる。したがって、
高い音質を維持しつつビットレートを改善することがで
きる。
【００８５】第２の発明によれば、一連の音声データが
複数の周波数帯域に分割され、各周波数帯域ごとに二次
元離散コサイン変換および主たるデータの選択が行わ
れ、かつ符号データのデータ長が所定の長さ以下になる
ように選択条件を修正しつつ符号化が行われるので、低
ビットレートで良好な音質が得られるとともに、符号デ
ータのデータ長が一定の長さ以下に固定化され、かつデ
ータ長が短縮される。
複数の周波数帯域に分割され、各周波数帯域ごとに二次
元離散コサイン変換および主たるデータの選択が行わ
れ、かつ符号データのデータ長が所定の長さ以下になる
ように選択条件を修正しつつ符号化が行われるので、低
ビットレートで良好な音質が得られるとともに、符号デ
ータのデータ長が一定の長さ以下に固定化され、かつデ
ータ長が短縮される。
【００８６】第３の発明によれば、二次元離散コサイン
変換により得られたデータのうち量子化誤差となるデー
タにさらに二次元離散コサイン変換が行われた後、符号
化が行われるので、データ圧縮の誤差が二次元離散コサ
イン変換による誤差のみとなる。したがって、高品質な
データ圧縮が可能となる。
変換により得られたデータのうち量子化誤差となるデー
タにさらに二次元離散コサイン変換が行われた後、符号
化が行われるので、データ圧縮の誤差が二次元離散コサ
イン変換による誤差のみとなる。したがって、高品質な
データ圧縮が可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例によるＤＣＴ装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】第１の実施例における音声データの第１の配列
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図３】第１の実施例における音声データの第２の配列
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図４】第１の実施例における音声データの第３の配列
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図５】１ｋＨｚの正弦波を二次元離散コサイン変換す
ることにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
ることにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
【図６】２．５ｋＨｚの正弦波を二次元離散コサイン変
換することにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図で
ある。
換することにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図で
ある。
【図７】５ｋＨｚの正弦波を二次元離散コサイン変換す
ることにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
ることにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
【図８】９ｋＨｚの正弦波を二次元離散コサイン変換す
ることにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
ることにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
【図９】１７ｋＨｚの正弦波を二次元離散コサイン変換
することにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
することにより得られたＤＣＴ係数の一例を示す図であ
る。
【図１０】本発明の第２の実施例によるデータ圧縮方法
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】１ｋＨｚの音声データを第１の実施例におけ
る第１の配列方法により配列した状態を示す図である。
る第１の配列方法により配列した状態を示す図である。
【図１２】図１１の音声データを二次元離散コサイン変
換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図である。
換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図である。
【図１３】図１２のＤＣＴ係数から主たるＤＣＴ係数を
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
【図１４】図１３のＤＣＴ係数のハフマン符号化により
得られた符号データを二次元逆離散コサイン変換するこ
とにより復号された音声データを示す図である。
得られた符号データを二次元逆離散コサイン変換するこ
とにより復号された音声データを示す図である。
【図１５】２．５ｋＨｚの音声データを二次元離散コサ
イン変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図で
ある。
イン変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図で
ある。
【図１６】図１５に示すＤＣＴ係数から主たるＤＣＴ係
数を第２の実施例における選択方法により選択した状態
を示す図である。
数を第２の実施例における選択方法により選択した状態
を示す図である。
【図１７】５ｋＨｚの音声データを二次元離散コサイン
変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図であ
る。
変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図であ
る。
【図１８】図１７のＤＣＴ係数から主たるＤＣＴ係数を
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
【図１９】９ｋＨｚの音声データを二次元離散コサイン
変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図であ
る。
変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図であ
る。
【図２０】図１９のＤＣＴ係数から主たるＤＣＴ係数を
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
【図２１】１７ｋＨｚの音声データを二次元離散コサイ
ン変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図であ
る。
ン変換することにより得られたＤＣＴ係数を示す図であ
る。
【図２２】図２１のＤＣＴ係数から主たるＤＣＴ係数を
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
第２の実施例における選択方法により選択した状態を示
す図である。
【図２３】本発明の第３の実施例によるデータ圧縮装置
の構成の一例を示すブロック図である。
の構成の一例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第３の実施例によるデータ圧縮装置
の構成の他の例を示すブロック図である。
の構成の他の例を示すブロック図である。
【図２５】ＤＣＴ方式の画像データ圧縮システムの基本
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２６】画像データのブロック化を示す図である。
【図２７】８×８画素ブロックおよび二次元離散コサイ
ン変換されたブロックを示す図である。
ン変換されたブロックを示す図である。
【図２８】二次元離散コサイン変換を用いた従来の音声
データの圧縮方法を示す図である。
データの圧縮方法を示す図である。
１ ＤＣＴ装置 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ レジスタ ４ マトリクス用メモリ ５ アドレスセレクタ ６ 二次元ＤＣＴ部 ２０，３０ データ圧縮装置 ２１，２３，３２ 二次元ＤＣＴ部 ２２，３３ 分離部 ２４，２５，３５ ハフマン符号化部 ２６，３１，３４ セレクタ なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10L 3/00 - 9/20 H03M 7/30 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 連続する音声データを水平方向に順に配
列しかつ垂直方向に１つずつシフトして一連の音声デー
タを水平方向および垂直方向に相関性を有するように二
次元マトリクスに配列する配列手段と、 前記配列手段により配列された二次元マトリクスの音声
データに二次元離散コサイン変換を行う変換手段とを備
えたデータ圧縮装置。 - 【請求項２】 連続する音声データを水平方向に順に配
列しかつ垂直方向に２つずつシフトして一連の音声デー
タを水平方向および垂直方向に相関性を有するように二
次元マトリクスに配列する配列手段と、 前記配列手段により配列された二次元マトリクスの音声
データに二次元離散コサイン変換を行う変換手段とを備
えたデータ圧縮装置。 - 【請求項３】 連続する２つの音声データの平均値を順
に配列して一連の音声データを水平方向および垂直方向
に相関性を有するように二次元マトリクスに配列する配
列手段と、 前記配列手段により配列された二次元マトリクスの音声
データに二次元離散コサイン変換を行う変換手段とを備
えたデータ圧縮装置。 - 【請求項４】 一連の音声データを複数の周波数帯域に
分割し、前記分割により得られた各周波数帯域の音声デ
ータを二次元マトリクスに配列し、各周波数帯域ごとに
二次元マトリクスの音声データに二次元離散コサイン変
換を行い、前記二次元離散コサイン変換により得られた
各周波数帯域ごとのデータから主たるデータを所定の選
択条件に基づいて選択し、符号データの長さが所定の長
さ以下になるように前記選択条件を修正しつつ選択され
た主たるデータを符号化することを特徴とするデータ圧
縮方法。 - 【請求項５】 ｍビットのデータに二次元離散コサイン
変換を行ってｎビットのデータを得る第１の変換手段
と、 前記第１の変換手段により得られたデータを上位ｎ−ｋ
ビットのデータおよび下位ｋビットのデータに分離する
分離手段と、 前記分離手段により得られた前記下位ｋビットのデータ
に二次元離散コサイン変換を行う第２の変換手段と、 前記第２の変換手段により得られたデータを符号化する
第１の符号化手段と、前記分離手段により得られた前記
上位ｎ−ｋビットのデータを符号化する第２の符号化手
段とを備えたデータ圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6152006A JP2969047B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | データ圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6152006A JP2969047B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | データ圧縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0816192A JPH0816192A (ja) | 1996-01-19 |
| JP2969047B2 true JP2969047B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=15531011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6152006A Expired - Fee Related JP2969047B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | データ圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969047B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3255034B2 (ja) | 1996-08-09 | 2002-02-12 | 日本電気株式会社 | 音声信号処理回路 |
| KR101037931B1 (ko) | 2004-05-13 | 2011-05-30 | 삼성전자주식회사 | 2차원 데이터 처리를 이용한 음성 신호 압축 및 복원장치와 그 방법 |
| US11308045B2 (en) | 2017-07-04 | 2022-04-19 | Nec Corporation | Information processing apparatus, control method, and program |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP6152006A patent/JP2969047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0816192A (ja) | 1996-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |