JP3059429B2 - 復号装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化ビットスト
リームに対して所定の演算処理を行う復号装置に関し、
特に、ＭＰＥＧ２オーディオ符号化方式ＡＡＣの符号化
ビットストリームに含まれる整数ｘ，ｙに対し、ｘ∧
（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の演算処理を行う復号装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】符号化ビットストリームを復号して目的
のデータを得るためには、所定の演算処理を行う必要が
ある。ＭＰＥＧ２オーディオ符号化方式ＡＡＣの場合、
符号化ビットストリームには、量子化信号ｘと、スケー
ルファクタｙとが含まれている。量子化信号ｘと、スケ
ールファクタｙとは、共に整数である。ＭＰＥＧ２オー
ディオ符号化方式ＡＡＣの場合、復号装置は、ｘ，ｙに
対し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の演算処理を行
う。ここで、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ定数である。本明細
書において、「∧」は巾乗記号であり、「＊」は乗算記
号であり、「／」は割り算記号であるものとする。な
お、ＭＰＥＧ２オーディオ符号化方式ＡＡＣの詳細は、
SO/IEC 13818-7:1997 p57-p59 に開示されている。

【０００３】従来、ｘ，ｙに対し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２
∧（ｙ／ｃ）の演算処理を、固定小数点フォーマットの
ＤＳＰを用いて行う場合、以下に述べる方法により行っ
ていた。

【０００４】図１２は、３２ビットの固定小数点フォー
マットの一例を示す。図１２において最上位ビットをビ
ット３１、最下位ビットをビット０とすると、小数点は
ビット３０とビット２９との間に固定されている。すな
わち、ビット３０は数値の整数部を表し、ビット２９〜
０は数値の小数部を表す。ビット３１は正の数か負の数
かを表す符号ビットである。このように、小数点の位置
が固定されている数値表現形式を固定小数点フォーマッ
トという。

【０００５】図１２に示す３２ビットの固定小数点フォ
ーマットによって表される数値をｆとすると、ｆの取り
うる値の範囲は−２≦ｆ＜２となる。この場合、ＤＳＰ
等の固定小数点フォーマットの処理手段を用いて演算処
理を行う場合には、予め演算対象となる値を±２．０の
範囲に入るように調整し、その後に演算処理を行うよう
にしている。

【０００６】上記のＭＰＥＧ２オーディオ符号化方式Ａ
ＡＣにおいては、ｘのとり得る範囲は０≦ｘ＜８１９２
であり、ｙのとり得る範囲は−１００≦ｙ＜１５６であ
る。この範囲のｘ，ｙに対して、次の（１）式の値を演
算する。

【０００７】 ｘ∧（４／３）＊２∧（ｙ／４）・・・（１） 固定小数点フォーマットの処理手段を用いて（１）式の
計算を行う場合、従来技術によれば例えば次のように演
算処理する。まず、（１）式を、次の（２）式のように
変形する。

【０００８】 ｘ∧（４／３）＊２∧（（ｙ％４）／４）＊２∧ｉｎｔ（ｙ／４） ・・・（２） （２）式において、（ｙ％４）はｙを４で割った剰余を
表し、ｉｎｔ（ｙ／４）はｙを４で割った商を表すもの
とする。（２）式を演算する場合、まず、ｘ∧（４／
３）の計算を行う。ｘ∧（４／３）の計算は、通常ＲＯ
Ｍテーブルを用いて行う。すなわち、ｘに対するｘ∧
（４／３）の値を予め計算してテーブル化しておき、ｘ
をアドレスとしてＲＯＭテーブルを参照し、ｘ∧（４／
３）の値を獲得する。

【０００９】（１）式又は（２）式の演算は、固定小数
点フォーマットの処理手段を前提としている。すなわ
ち、ｘ∧（４／３）として得られる値の最大値を、例え
ば１．０を超えないような値に予め正規化し、正規化し
た値をテーブル化しておく。

【００１０】図１３は、従来の復号装置で用いられる第
１のテーブルの内容を示す。図１３に示すテーブルは、
０≦ｘ＜８１９２の範囲で変化するｘに対して、ｘをア
ドレスとしてｘ∧（４／３）の値を演算し、その演算値
を２∧１８で除算して１．０以下になるように正規化し
た値ｆ（ｘ）を格納するテーブルである。

【００１１】（２）式を演算する場合、次に、２∧
（（ｙ％４）／４）の計算を行う。２∧（（ｙ％４）／
４）の計算も、通常ＲＯＭテーブルを用いて行う。すな
わち、整数（ｙ％４）に対する２∧（（ｙ％４）／４）
の値を予め計算し、テーブル化しておく。そして、整数
（ｙ％４）をアドレスとして、当該テーブルを参照し、
２∧（（ｙ％４）／４）の値を獲得する。

【００１２】図１４は、従来の復号装置において用いら
れる第２のテーブルの内容を示す。図１４に示す第２の
テーブルは、０以上３以下のアドレス（ｙ％４）に対し
て、２∧（（ｙ％４）／４）の値を２．０以下になるよ
うに正規化した値ｇ（ｙ）を格納するテーブルである。

【００１３】以上のようなテーブルを設けた上で（２）
式の値を計算する。まず、入力された整数ｘをアドレス
として、図１３に示す第１のテーブルを参照し、ｘ∧
（４／３）の正規化値ｆ（ｘ）を獲得する。次に、整数
ｙに対し（ｙ％４）の値を算出する。次に、算出した
（ｙ％４）をアドレスとして、図１４の第２のテーブル
を用いてｇ（ｙ）＝２∧（（ｙ％４）／４）の値を獲得
する。次に、乗算器を用いてｆ（ｘ）＊ｇ（ｙ）を演算
し、乗算値ｆ（ｘ）＊ｇ（ｙ）＝ｈ（ｘ，ｙ）を得る。
ここで獲得したｆ（ｘ）の値は±１以内の範囲にあり、
ｇ（ｙ）の値は±２以内の範囲にあるので、乗算結果ｈ
（ｘ，ｙ）も必ず±２以内の範囲にある値となる。

【００１４】次に、ｈ（ｘ，ｙ）に対して２∧ｉｎｔ
（ｙ／４）を乗算することにより乗算値ｉ（ｘ，ｙ）を
（２）式の演算結果として得る。この乗算処理はビット
シフト処理により行うことができる。なお、このビット
シフト処理においては、最終の演算結果が±２を超える
場合は、リミット処理（いわゆるクリッピング処理）が
行われるものとする。このように、従来技術においては
ｉ（ｘ，ｙ）＝ｘ∧（４／３）＊２∧（ｙ／４）の計算
を、容量の大きなテーブルを用いて行っていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような演算方法においては、図１３の上段に示すように
入力の整数ｘの値が小さいとき、演算対象となるｆ
（ｘ）の有効数字の桁数が少なくなるという問題があっ
た。例えば、図１３のアドレスｘ＝２に対応する値は、
有効桁数の３２ビット中、下位ビットから１４ビットし
かない。つまり、このようなテーブルの値を用いて演算
を行うと、最終の演算結果の精度が悪くなるという問題
があった。さらに、従来の演算方法においては、図１３
に示すように入力されるｘの範囲を０〜８１９１として
おり、ｘのレンジが広く、計８１９１＊３２ビットのメ
モリ容量を確保する必要がある。そのため、従来の復号
装置は膨大な容量のテーブルを備えなければならないと
いう問題があった。

【００１６】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、整数ｘの値がその変域の最大値に比較して十
分小さい場合でも、ｘ∧（４／３）＊２∧（ｙ／４）の
計算を、固定小数点フォーマットの処理手段により精度
良く演算できる復号装置を実現することを目的とする。

【００１７】さらに、本発明は、整数ｘの値が小さい場
合のテーブルのみを備え、ｘの値が大きい場合に、小容
量のテーブルを利用することによって、ｘ∧（４／３）
＊２∧（ｙ／４）の計算を行えるような復号装置を実現
することを目的とする。

【００１８】さらに、本発明は、ｘの値が大きい場合で
も、単純なビットシフト処理のみで、小容量のテーブル
を利用できるような演算方法を実現し、いかなるｘ，ｙ
に対しても、高速にｘ∧（４／３）＊２∧（ｙ／４）の
計算を行えるような復号装置を実現することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の復号装置は、変
数である量子化符号ｘ及びスケールファクタｙを含むビ
ットストリームからｘ，ｙを抽出し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊
２∧（ｙ／ｃ）の演算を行う復号装置であって（ａ，
ｂ，ｃは整数の定数）、入力された前記ビットストリー
ムからｘとｙとを分離する分離手段と、（（Ｎ＊ａ）／
ｂ）を整数化した値をＭとし、（（Ｑ＊ａ）／ｂ）を整
数化した値をＭ′として（Ｎ、Ｑは所定の閾値）、０≦
ｑ＜２∧Ｑ−１を満たす整数ｑがｘの変域内でとり得る
全ての値について、ｑをアドレスとして、０≦ｑ＜２∧
Ｎの場合にｑ∧（ａ／ｂ）／２∧Ｍ′をＭに応じたビッ
ト数分シフトした値をＦ（ｑ）とし、ｑ＞２∧Ｎの場合
にＦ（ｑ）＝ｑ∧（ａ／ｂ）／２∧Ｍ′としたＦ（ｑ）
の値を固定小数点フォーマットで格納する、第１の記憶
手段と、０≦ｐ＜ｃを満たす整数ｐのとり得る全ての値
について、Ｇ（ｐ）＝２∧（ｐ／ｃ）を固定小数点フォ
ーマットで格納する第２の記憶手段と、ｙ１＝ｉｎｔ
（ｙ／ｃ）を算出する除算手段と、ｙ２＝ｙ％ｃを算出
する剰余算手段と、ｘをアドレスとして前記第１の記憶
手段から読み出したＦ（ｘ）の値と、ｙ２をアドレスと
して前記第２の記憶手段から読み出したＧ（ｙ２）の値
とをそれぞれ乗じた値を出力する乗算手段と、ｘ≦２∧
Ｎの場合には、前記乗算手段の出力する値をｙ１と
（Ｍ′−Ｍ）に応じたビット数分シフトして出力し、ｘ
＞２∧Ｎの場合には、前記乗算手段の出力する値をｙ１
に応じたビット数分シフトして出力するシフト手段とを
備えており、これにより上記目的が達成される。

【００２０】前記Ｍに応じたビット数は（Ｍ′−Ｍ）で
あり、前記ｙ１と（Ｍ′−Ｍ）に応じたビット数は（ｙ
１−（Ｍ′−Ｍ））であり、前記ｙ１に応じたビット数
はｙ１であってもよい。

【００２１】本発明の別の復号装置は、変数である量子
化符号ｘ及びスケールファクタｙを含むビットストリー
ムからｘ，ｙを抽出し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／
ｃ）の演算を行う復号装置であって（ａ，ｂ，ｃは整数
の定数）、入力された前記ビットストリームからｘとｙ
とを分離する分離手段と、ｘ≦２∧Ｎの場合に（Ｎは所
定の閾値）、ｘをＮに応じたビット数分シフトすること
により、固定小数点フォーマットの値ｘ１に変換する第
１のシフト手段と、（Ｎ＊（ａ−ｂ）／ｂ）を整数化し
た値をＭとし、０≦ｑ≦２∧Ｎを満たす整数ｑのとり得
る全ての値について、ｑをアドレスとして、ｑ∧（（ａ
−ｂ）／ｂ）の値をＭに応じたビット数分シフトするこ
とによって固定小数点フォーマットにした値Ｈ（ｑ）を
格納する第１の記憶手段と、０≦ｐ＜ｃを満たす整数ｐ
のとり得る全ての値について、Ｇ（ｐ）＝２∧（ｐ／
ｃ）を固定小数点フォーマットで格納する第２の記憶手
段と、ｙ１＝ｉｎｔ（ｙ／ｃ）を算出する除算手段と、
ｙ２＝ｙ％ｃを算出する剰余算手段と、ｘをアドレスと
して前記第１の記憶手段から読み出したＨ（ｘ）の値
と、ｙ２をアドレスとして前記第２の記憶手段から読み
出したＧ（ｙ２）の値と、前記第１のシフト手段で変換
されたｘ１の値とをそれぞれ乗じた値を出力する乗算手
段と、前記乗算手段の出力値を、前記除算手段で得られ
たｙ１に応じたビット数分シフトする第２のシフト手段
とを備えており、これにより上記目的が達成される。

【００２２】前記Ｎに応じたビット数は（Ｄ−Ｎ）であ
り（Ｄは固定小数点演算処理における小数桁の有効桁
数）、前記ｙ１に応じたビット数は（ｙ１＋（Ｎ＋
Ｍ））であってもよい。

【００２３】前記復号装置は、ｘ≦２∧Ｎの場合に判定
結果を真として出力し、ｘ＞２∧Ｎの場合に判定結果を
偽として出力する判定手段と、前記判定結果が真の場合
にｘの値を変化させず、前記判定結果が偽の場合にｘを
（２∧（ｂ＊ｉ））で除算して、ｘの値を出力する第２
の除算手段と、をさらに備え、前記第１のシフト手段
は、前記判定結果が偽の場合にｘを（Ｎ＋ｂ＊ｉ）に応
じたビット数分シフトし（ｉは負でない整数）、前記第
１の記憶手段は、ｑのとり得る全ての値のうちｘの変域
内の値についてＨ（ｑ）の値を格納し、前記第２のシフ
ト手段は、前記判定結果が真の場合に前記乗算手段の出
力する値をｙ１に応じたビット数分シフトし、前記判定
結果が偽の場合に前記乗算手段の出力する値をｙ１とａ
＊ｉに応じたビット数分シフトしてもよい。

【００２４】前記Ｎに応じたビット数は（Ｄ−Ｎ）であ
り、前記（Ｎ＋ｂ＊ｉ）に応じたビット数はＤ−（Ｎ＋
ｂ＊ｉ）であり、前記Ｍに応じたビット数は（Ｄ−Ｍ）
であり、前記ｙ１に応じたビット数は（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ）
であり、前記ｙ１とａ＊ｉに応じたビット数は（ｙ１＋
Ｎ＋Ｍ＋ａ＊ｉ）であってもよい。

【００２５】前記復号装置は、ｘ≦２∧Ｎの場合に判定
結果を真として出力し、ｘ＞２∧Ｎの場合に判定結果を
偽として出力するとともに、ｘの値の大きさを特定する
ためのパラメータｉを出力する判定手段をさらに備え、
前記第１のシフト手段と、前記第２の除算手段と、前記
第２のシフト手段とは、前記判定手段の判定結果に従っ
て動作してもよい。

【００２６】前記第２のシフト手段は、前記判定手段の
判定結果が真の場合に前記乗算手段が出力する値をｙ１
に応じたビット数分シフトし、前記判定手段の判定結果
が偽の場合に前記乗算手段が出力する値をｙ１＋（ａ＊
ｉ）に応じたビット数分シフトしてもよい。

【００２７】ｉの値は、ｘの値が２∧（Ｎ＋ｂ（ｉ−
１））＜ｘ≦２∧（Ｎ＋ｂｉ）を満たすように決定され
てもよい。

【００２８】Ｍの値は、（Ｎ＊（ａ−ｂ））／ｂの値の
小数点以下を切り上げた値であってもよい。

【００２９】本発明の別の復号装置は、変数である量子
化符号ｘ及びスケールファクタｙを含むビットストリー
ムからｘ，ｙを抽出し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／
ｃ）の演算を行う復号装置であって（ａ，ｂ，ｃは整数
の定数）、入力された前記ビットストリームからｘとｙ
とを分離する分離手段と、ｘ≦２∧Ｎの場合に判定結果
を真として出力し（Ｎは所定の閾値）、ｘ＞２∧Ｎの場
合に判定結果を偽として出力するとともに、ｘの値の大
きさを特定するためのパラメータｊ（ｊは負でない整
数）を出力する判定手段と、前記判定手段の判定結果が
真の場合にｘをＮに応じたビット数分シフトし、前記判
定手段の判定結果が偽の場合にｘを（Ｎ＋ｊ）に応じた
ビット数分シフトすることにより、ｘを固定小数点フォ
ーマットの値ｘ１に変換する第１のシフト手段と、ｙ１
＝ｉｎｔ（ｙ／ｃ）を算出する第１の除算手段と、前記
判定手段の判定結果が真の場合にｘ′＝ｘとし、前記判
定手段の判定結果が偽の場合に（ｘ／（２∧ｊ））を整
数化した値をｘ′として、ｘ′の値を出力する第２の除
算手段と、（（Ｎ＊（ａ−ｂ））／ｂ）を整数化した値
をＭとし、０≦ｑ≦２∧Ｎを満たす整数ｑがｘ′の変域
内でとり得る全ての値について、ｑをアドレスとして、
ｑ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）の値をＭに応じたビット数分シ
フトすることによって固定小数点フォーマットにした値
Ｈ（ｑ）を格納する第１の記憶手段と、０≦ｐ＜ｃを満
たす整数ｐのとり得る全ての値、及び、ｊのとり得る全
ての値について、２∧（ｐ／ｃ）＊２∧（ｊ／ｂ）に応
じた固定小数点フォーマットの値Ｉ（ｐ，ｊ）を生成す
る、調整係数生成手段と、ｙ２＝ｙ％ｃを算出する剰余
算手段と、ｘ′をアドレスとして前記第１の記憶手段か
ら読み出したＨ（ｘ′）の値と、前記調整係数生成手段
によって生成された、ｙ２及びｊに対応するＩ（ｙ２，
ｊ）の値と、前記第１のシフト手段で得られたｘ１の値
とをそれぞれ乗じた値を出力する乗算手段と、ｘ≦２∧
Ｎの場合に前記乗算手段の出力する値をｙ１に応じたビ
ット数分シフトし、ｘ＞２∧Ｎの場合に前記乗算手段の
出力する値をｙ１とｊとに応じたビット数分シフトする
第２のシフト手段とを備えており、これにより上記目的
が達成される。

【００３０】前記調整係数生成手段は、ｐ及びｊをアド
レスとして、Ｉ（ｐ，ｊ）の値を格納する第２の記憶手
段を有してもよい。

【００３１】ｘ＞２∧Ｎの場合にｊの値が２∧（Ｎ＋
（ｊ−１）＜ｘ≦２∧（Ｎ＋ｊ）を満たすように決定さ
れ、ｘ≦２∧Ｎ以下の場合にｊ＝０となってもよい。

【００３２】本発明の別の復号装置は、変数である量子
化符号ｘ及びスケールファクタｙを含むビットストリー
ムからｘ，ｙを抽出し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／
ｃ）の演算を行う復号装置であって（ａ，ｂ，ｃは整数
の定数）、入力された前記ビットストリームからｘとｙ
とを分離する分離手段と、ｘの値を２進数で表現した時
の桁数ｋを判定する判定手段と、所定の閾値Ｎについ
て、（Ｎ−ｋ）の値が正の場合にｘを（Ｎ−ｋ）ビット
シフトアップし、（Ｎ−ｋ）の値が負の場合にｘを（ｋ
−Ｎ）ビットシフトダウンすることにより、ｘ′の値を
算出する、第２の除算手段と、ｘをｋに応じたビット数
分シフトすることにより、固定小数点フォーマットの値
ｘ１に変換する第１のシフト手段と、ｙ１＝ｉｎｔ（ｙ
／ｃ）を算出する第１の除算手段と、（Ｎ＊（ａ−ｂ）
／ｂ）を整数化した値をＭとし、２∧（Ｎ−１）≦ｑ＜
２∧Ｎを満たす整数ｑの少なくとも下位（Ｎ−１）ビッ
トをアドレスとして、ｑ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）の値をＭ
に応じたビット数分シフトすることによって固定小数点
フォーマットにした値Ｈ（ｑ）を格納する、第１の記憶
手段と、０≦ｐ＜ｃを満たす整数ｐのとり得る全ての
値、及び、ｋのとり得る全ての値について、２∧（ｐ／
ｃ）＊２∧（（ｋ−Ｎ）／ｂ）に応じた固定小数点フォ
ーマットの値Ｉ（ｐ，ｋ）を生成する、調整係数生成手
段と、ｙ２＝ｙ％ｃを算出する剰余算手段と、ｘ′の少
なくとも下位（Ｎ−１）ビットをアドレスとして前記第
１の記憶手段から読み出したＨ（ｘ′）の値と、ｙ２と
ｋとに対応して前記調整係数生成手段から読み出したＩ
（ｙ２，ｋ）の値と、前記第１のシフト手段により変換
されたｘ１の値とをそれぞれ乗じた値を出力する乗算手
段と、前記乗算手段の出力値をｙ１とＭとｋとに応じた
ビット数分シフトする第２のシフト手段と、を備えてお
り、これにより上記目的が達成される。

【００３３】前記調整係数生成手段は、ｐ及びｋをアド
レスとして、Ｉ（ｐ，ｋ）の値を格納する第２の記憶手
段を有してもよい。

【００３４】ａ＝４かつｂ＝３かつｃ＝４であってもよ
い。

【００３５】

【発明の実施の形態】（実施形態１）以下、本発明の実
施形態１の復号装置について、図面を参照しながら説明
する。従来技術について上述したように、ＭＰＥＧ２オ
ーディオ符号化方式のビットストリームには、量子化信
号ｘとスケールファクタｙとが含まれている。本実施形
態の復号装置は、オーディオビットストリームに含まれ
るｘ，ｙに対して、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の
値をリアルタイムで演算する復号装置である。

【００３６】量子化信号ｘは例えば０〜８１９１までの
任意の整数であり、スケールファクタｙは例えば−１０
０〜１５６までの任意の整数である。前記のｘ，ｙのと
り得る値の範囲は、ＭＰＥＧ２オーディオＡＡＣ規格に
準拠したものである（ISO/IEC 13818-7:1997）。以下、
ｘ，ｙのとり得る値の範囲が前記の範囲であるものとし
て説明するが、本発明の範囲はこれに限定されない。

【００３７】図１は、本発明の実施形態１の復号装置１
０の構成を示すブロック図である。復号装置１０は、分
離手段１００と、判定手段１０１と、第１の記憶手段１
０２と、第２の記憶手段１０３と、割算手段１０４と、
剰余算手段１０５と、乗算手段１０６と、シフト手段１
０７とを備えている。

【００３８】図１において、分離手段１００は、入力ビ
ットストリームから、量子化信号ｘ及びスケールファク
タｙを分離する手段である。判定手段１０１は、整数Ｎ
を予め設定された閾値とするとき、分離手段１００から
出力された量子化信号ｘが２∧Ｎ以下か否かを判定する
手段である。判定手段１０１は、ｘが２∧Ｎ以下であれ
ば真とし、ｘが２∧Ｎを超えれば偽として判定結果を出
力する。第１の記憶手段１０２は、Ｑを整数とすると、
０から（２∧Ｑ−１）までの整数値ｑに対し、ｑ∧（ａ
／ｂ）に応じた値が予め固定小数点フォーマットで格納
されている記憶手段である。

【００３９】第１の記憶手段１０２は次のように構成さ
れている。分離手段１００で分離されたｘのとり得る範
囲の整数をｑとするとき（０≦ｑ＜２∧Ｑ−１）、第１
の記憶手段１０２は全てのｑに対するｑ∧（ａ／ｂ）の
値を固定小数点フォーマットで格納する。すなわち、第
１の記憶手段１０２は、予め設定された閾値をＮとする
場合に、（Ｎ＊ａ）／ｂを整数化した値をＭ、（Ｑ＊
ａ）のｂに対する割り算値を整数化した値をＭ′とする
とき、２∧Ｎを超える整数値ｑに対してはｑ∧（ａ／
ｂ）の値を２∧Ｍ′で正規化した値をＦ（ｑ）とし、０
以上２∧Ｎ以下の整数値ｑに対してはｑ∧（ａ／ｂ）の
値を２∧Ｍ′で正規化し、（Ｍ′−Ｍ）ビット数分シフ
トした値をＦ（ｑ）として、ｑをアドレスとして前記Ｆ
（ｑ）を格納する。ここで、整数Ｍの値は、（Ｎ＊ａ）
／ｂの小数点以下を切り上げた値である。また、整数
Ｍ′の値は、（Ｑ＊ａ）／ｂの小数点以下を切り上げた
値である。

【００４０】図２は、復号装置１０の第１の記憶手段１
０２の内容を示す。図２に示す第１の記憶手段１０２の
保持する内容は、ａ＝４、ｂ＝３、Ｎ＝５、Ｑ＝１３、
Ｍ＝７、Ｍ′＝１８とした場合のＦ（ｑ）の値である。
図２における各値の固定小数点のフォーマットにおいて
は、最上位ビットが符号ビットであり、最上位ビットか
ら２ビット目と３ビット目の間に小数点がある。そして
最上位ビットから２ビット目と小数点以下のＤビットと
が演算対象の有効桁数とする。

【００４１】割算手段１０４は、分離手段１００から出
力されたスケールファクタｙをｃで割り、その商ｉｎｔ
（ｙ／ｃ）をｙ１として求める演算手段である。剰余算
手段１０５は、分離手段１００から出力されたスケール
ファクタｙをｃで割った剰余（ｙ％ｃ）をｙ２として求
める演算手段である。

【００４２】第２の記憶手段１０３は、剰余算手段１０
５で演算された値ｙ２に対して、ｙ２のとり得る範囲の
整数をｐとすると、０以上３以下の整数値ｐに対し、２
∧（ｐ／ｃ）の値をＧ（ｐ）として保持し、固定小数点
フォーマットで格納した記憶手段である。

【００４３】図３は、復号装置１０の第２の記憶手段１
０３の内容を示す。図３に示す第２の記憶手段１０３の
保持する内容は、ｃ＝４とした場合のＧ（ｐ）の値であ
る。図３における各値Ｇ（ｐ）の固定小数点のフォーマ
ットは、図１２に示すものと同様である。

【００４４】乗算手段１０６は、第１の記憶手段１０２
から読み出された値Ｆ（ｘ）と、第２の記憶手段１０３
から読み出されたＧ（ｙ２）とを乗算する演算手段であ
る。

【００４５】シフト手段１０７は、判定手段１０１の判
定結果が真の場合は、乗算手段１０６の出力値を（ｙ１
−（Ｍ′−Ｍ））ビット分シフトして出力し、偽の場合
は、乗算手段１０６の出力値をｙ１ビット数分シフトし
て出力するシフト手段である。

【００４６】以上のように構成された復号装置１０の動
作について、ａ＝４、ｂ＝３、ｃ＝４、Ｍ＝７、Ｎ＝
５、Ｑ＝１３、Ｄ＝３０として説明する。まず図１の分
離手段１００は、入力のビットストリームから、量子化
信号ｘ及びスケールファクタｙを分離する。次に判定手
段１０１は、量子化信号ｘが２∧５以下か否かを判定す
る。一方、割算手段１０４は、スケールファクタｙを４
で割った商ｙ１を求める。また、剰余算手段１０５は、
スケールファクタｙを４で割った剰余ｙ２を求める。乗
算手段１０６は、第１の記憶手段１０２のアドレスｘに
対応する値Ｆ（ｘ）と、第２の記憶手段１０３のアドレ
スｙ２に対応する値Ｇ（ｙ２）とを乗算する。

【００４７】ここまでの処理によって、（１）式を
（２）式に変形したとき、（ｘ∧（４／３）＊２∧
（（ｙ％４）／４））に対応する値が乗算手段１０６か
ら出力されたことになる。次に、シフト手段１０７は、
判定手段１０１の判定結果が真である場合には、乗算手
段１０６の出力値をｙ１−（１８−７）ビット分シフト
して出力し、偽である場合には、乗算手段１０６の出力
値をｙ１ビット分シフトして出力する。この処理は、以
下のようなことを意味する。すなわち、まずｙ１ビット
シフトすることは、（２）式を先頭から第１項、第２
項、第３項の積からなる演算式と考えると、第３項であ
る２∧ｉｎｔ（ｙ／４）の演算処理に対応している。こ
のｙ１は割算手段１０４から出力された商であるので、
この商ｙ１を割り算結果に対して２の巾乗を用いて乗算
することにより、元の大きさに戻す。

【００４８】次に判定手段１０１の判定結果が真である
場合に、−（１８−７）ビット分のシフト処理は以下の
ような理由によって行われる。すなわち、ｘが２∧５よ
り大きい場合は、ｘ∧（４／３）の値は２∧１８によっ
て正規化されている。また、ｘが２∧５以下の場合は、
ｘが２∧５より大きい場合に比べてｘ∧（４／３）の値
を（１８−７）ビット分だけシフトアップした形で格納
されていることになる。よって、最終の演算結果の値の
大きさを合わせるために、１１ビット分余計にシフトダ
ウンする。

【００４９】以上のように、本実施形態によれば、ｘの
値がその変域の最大値に比較して十分小さい場合でも、
計算結果の出力の最終段階まで、ｘ（４／３）の値をよ
り多くの有効桁数で保持できるので、精度良くｘ（４／
３）＊２∧（ｙ／４）の演算を実行できることとなる。
本実施形態においては、Ｎ＝５、Ｍ＝７としたが、他の
値でもよい。例えば、Ｎ＝９などとしても良く、その場
合は、Ｍ＝９＊４／３＝１２となる。

【００５０】（実施形態２）次に、本発明の実施形態２
の復号装置について、図面を参照しながら説明する。本
実施形態の復号装置も、ＭＰＥＧ２オーディオ符号化方
式のビットストリームを入力し、ビットストリームに含
まれている量子化信号ｘとスケールファクタｙと抽出
し、（１）式を一般化した次の（３）式の値を演算する
ものとする。

【００５１】 ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）・・・（３） ここで符号化信号ｘの範囲を例えば０〜４０９６とし、
スケールファクタｙの範囲を−１００〜１５６とする。
本実施形態においては（３）式で表現される演算式を、
次の（４）式に変換する。

【００５２】 ｘ＊ｘ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）＊２∧（（ｙ％ｃ）／ｃ）＊２∧ｉｎｔ（ｙ／ｃ ）・・・（４） 以下、この（４）式と、よりメモリ容量の少ない記憶手
段とを用いて入力ビットストリームを復号する場合につ
いて述べる。

【００５３】図４は、本発明の実施形態２の復号装置２
０の構成を示すブロック図である。復号装置２０は、分
離手段２００と、判定手段２０１と、第１のシフト手段
２０２と、第１の記憶手段２０３と、第２の記憶手段２
０４と、第１の割算手段２０５と、剰余算手段２０６
と、第２の割算手段２０７と、乗算手段２０８と、第２
のシフト手段２０９とを備えている。

【００５４】図４において、分離手段２００は、入力の
ビットストリームから量子化信号ｘとスケールファクタ
ｙとを分離する手段である。判定手段２０１は、Ｎを第
１の記憶手段２０３のアドレス数に対応した閾値とする
とき、量子化信号ｘが２∧Ｎ以下か否かを判定し、２∧
Ｎ以下であれば真とし、２∧Ｎを超えれば偽として判定
結果を出力する。さらに、判定手段２０１は、ｘが２∧
Ｎより大きい場合に、ｉを負でない整数としてｘの変域
を２∧Ｎ〜２∧（Ｎ＋ｂ＊ｉ）で表現したとき、変域ｘ
の値の大きさを特定するパラメータｉの値を出力する。
ｉの値は、ｘの値が２∧（Ｎ＋３（ｉ−１）＜ｘ≦２∧
（Ｎ＋３ｉ）を満たすように決定する。判定手段２０１
の判定結果及びパラメータｉの値は、第２の割算手段２
０７、第１のシフト手段２０２、第２のシフト手段２０
９に与えられる。

【００５５】後述する乗算手段２０８の機能が（Ｄ＋
２）ビット幅の入力値を固定小数点方式で演算するもの
とし、最上位ビットが正負を表し、上位２ビット目と小
数点以下Ｄビットが入力値の有効桁数を表すものとする
と、第１のシフト手段２０２は、判定手段２０１の判定
結果が真の場合は、ｘをＤ−Ｎビット数分シフトし、判
定手段２０１の判定結果が偽の場合は、出力されたｉを
用いてｘをＤ−（Ｎ＋ｂ＊ｉ）ビット数分シフトするこ
とによって、整数ｘを固定小数点フォーマットの値ｘ１
に変換するシフト手段である。

【００５６】第１の割算手段２０５は、分離手段２００
から出力されたｙをｃで割り、その商ｙ１を出力する演
算手段である。剰余算手段２０６は、分離手段２００か
ら出力されたｙをｃで割り、その剰余ｙ２を出力する演
算手段である。第２の割算手段２０７は、分離手段２０
０で分離されたｘを入力し、判定手段２０１の判定結果
が真の場合はｘをそのままｘ２として出力し、判定手段
２０１の判定結果が偽の場合は、分離手段２００から出
力されたｘに対してｘ／（２∧（ｂ＊ｉ））を整数化し
た値をｘ３として出力する演算手段である。

【００５７】第１の記憶手段２０３は、Ｎ＊（ａ−ｂ）
に対するｂの割り算値を整数化した値をＭとし、０以上
２∧Ｎ以下の整数値ｑに対するｑ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）
の値を、（Ｄ−Ｍ）ビット数分シフトすることによって
固定小数点フォーマットにした値をＨ（ｑ）とすると
き、ｑのとり得る全ての値に対するＨ（ｑ）の値を格納
した記憶手段である。

【００５８】第２の記憶手段２０４は、剰余算手段２０
６の出力値ｙ２（＝ｐ）に対して、２∧（ｐ／ｃ）の値
をＧ（ｐ）として固定小数点フォーマットで予め格納し
ている記憶手段である。第２の記憶手段２０４の内容は
図３に示すものと同一であり、０〜３の整数値ｐに対し
て２∧（ｐ／ｃ）の値が格納されている。

【００５９】乗算手段２０８は、第１の記憶手段２０３
のアドレスｘ２又はｘ３に対応する値と、第２の記憶手
段２０４のアドレスｙ２に対応する値と、第１のシフト
手段２０２の出力値ｘ１とを乗算する演算手段である。
Ｎ＊（ａ−ｂ）に対するｂの割り算値を整数化した値を
Ｍとするとき、第２のシフト手段２０９は、判定手段２
０１の判定結果が真の場合は、乗算手段２０８の出力値
を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ）ビット数分シフトし、判定手段２０
１の判定結果が偽の場合は、乗算手段２０８の出力値を
（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ＋ａ＊ｉ）ビット数分シフトするシフト
手段である。

【００６０】図５は、復号装置２０の第１の記憶手段２
０３の内容を示す。図５に示すテーブルの内容は、０か
ら２∧Ｎまでの整数値ｑに対し、ｑ∧（（ａ−ｂ）／
ｂ）を２∧Ｍで正規化し、その値を固定小数点フォーマ
ットの値Ｈ（ｑ）で格納したものである。ここでは、ａ
＝４、ｂ＝３、Ｎ＝９、Ｍ＝３、Ｄ＝３０とした場合の
Ｈ（ｑ）を示している。なお、Ｍ＝３とは、９＊（４−
３）／３から演算された値である。このテーブルのフォ
ーマットは、前述したように最上位ビットが符号ビット
であり、最上位ビットから２ビット目と３ビット目との
間に小数点がある。つまり、Ｈ（ｑ）のとり得る範囲
は、最大でも２より小さく、最小で−２である。

【００６１】図６は、整数値を固定小数点フォーマット
に変換する方法を示す説明図である。本実施形態におい
てはＮ＝９とし、Ｍ＝３、Ｄ＝３０としたが、もちろ
ん、この値は他の値でも良い。例えば、Ｎ＝１０とし、
Ｍを１０＊（４−３）／３の値の小数点以下を切り上げ
た値４としてもよい。

【００６２】以上のように構成された復号装置２０の動
作について、ａ＝４、ｂ＝３、ｃ＝４、Ｍ＝３、Ｎ＝
９、Ｄ＝３０とし、図３〜６を参照して説明する。ま
ず、図４の分離手段２００は、入力ビットストリームか
ら量子化信号ｘ及びスケールファクタｙを分離する。次
に、判定手段２０１は量子化信号ｘが２∧９（＝５１
２）以下か否かを判定する。そして２∧９以下であれば
真とし、２∧９を超えれば偽として判定結果を出力す
る。また、判定手段２０１は量子化信号ｘの変域に応じ
てｉの値を出力する。

【００６３】次に、第１のシフト手段２０２は、判定手
段２０１の判定結果が真の場合には、ｘを（３０−９）
ビット数分シフトすることによって、整数ｘを固定小数
点フォーマットの値ｘ１に変換する。第１のシフト手段
２０２は、判定手段２０１の判定結果が偽の場合には、
第１のシフト手段２０２はｘを３０−（９＋３）ビット
数分シフトすることによって、整数ｘを固定小数点フォ
ーマットの値ｘ１に変換する。

【００６４】この動作をさらに具体的に説明する。本実
施形態における固定小数点のフォーマットは、図１２に
示したように最上位ビットが符号ビットであり、最上位
ビットから２ビット目と３ビット目との間に小数点があ
るものとしている。よって、ｘが９ビット以下の数値で
ある場合、つまり２∧９以下の値である場合は、図６に
示すようにｘを（３０−９）＝２１ビットシフトアップ
することによって、固定小数点フォーマットとして見た
場合に１．０以下の値に正規化できる。

【００６５】同様に、入力の整数ｘが９ビット以上、
（９＋３）＝１２ビット以下の値である場合は、ｘを３
０−（９＋３）＝１８ビットシフトアップすることによ
って、固定小数点フォーマットとして見た場合に１．０
以下の値に正規化できる。第１のシフト手段２０２は、
このような考え方に基づいて、判定手段２０１の判定結
果が真の場合、すなわちｘが５１２以下の場合は、ｘを
（３０−９）＝２１ビットシフトすることによって、整
数ｘを固定小数点フォーマットの値ｘ１に変換する。そ
して、判定手段２０１の判定結果が偽の場合、すなわち
ｘが５１２より大きく、かつ２∧１２以下の場合は、第
１のシフト手段２０２はｘを３０−（９＋３）＝１８ビ
ットシフトすることによって、整数ｘを固定小数点フォ
ーマットの値ｘ１に変換する。

【００６６】第２の割算手段２０７は、判定手段２０１
の判定結果が真の場合は、ｘをそのままｘ２として出力
し、判定手段２０１の判定結果が偽で、ｘが２∧９より
大きく、２∧１２以下の場合は、ｘ／８を整数化した値
をｘ３として出力する。ｘ３が第１の記憶手段２０３に
対するアドレスとして用いられる理由は、第１の記憶手
段２０３は、０から２∧９、すなわち５１２までの整数
値ｑに対してｑ∧（１／３）に応じた値のみを保持して
いるからである。そのため、判定手段２０１の判定結果
が真の場合、すなわちｘが５１２以下の場合は、ｘをそ
のままｘ２として出力して良いが、判定手段２０１の判
定結果が偽の場合、すなわちｘが２∧９より大きく、２
∧１２以下の場合は、ｘ／８を整数化することによっ
て、５１２以下の値ｘ３を生成して出力するようにして
いる。

【００６７】一方、第１の割算手段２０５は、ｙを４で
割った商ｙ１を求める。また剰余算手段２０６は、ｙを
４で割った剰余ｙ２を求める。次に、乗算手段２０８
は、第１の記憶手段２０３のアドレスｘ２に対応する値
Ｈ（ｘ２）と、第２の記憶手段２０４のアドレスｙ２に
対応する値Ｇ（ｙ２）と、第１のシフト手段２０２の出
力値ｘ１とを乗算する。

【００６８】ここまでの処理によって、目的とする
（３）式を（４）式に変形したとき、ｘ＊ｘ∧（１／
３）＊２∧（（ｙ％４）／４）に対応する値（桁数、す
なわちゲインを調整する前の値）が乗算手段２０８から
得られる。なぜなら、第１のシフト手段２０２の出力ｘ
１は、ｘを固定小数点化した値を表しており、第１の記
憶手段２０３には、ｘ∧（１／３）に応じた値が予め固
定小数点フォーマットで格納されており、第２の記憶手
段２０４には、０〜３の整数値ｐに対する２∧（ｑ／
４）に応じた値が予め固定小数点フォーマットで格納さ
れているからである。

【００６９】最後に、第２のシフト手段２０９は、判定
手段２０１の判定結果が真の場合は、乗算手段２０８の
出力値を（ｙ１＋９＋３）の値に応じたビット数分シフ
トし、判定手段２０１の判定結果が偽であり、ｉ＝１、
すなわちｘが２∧９より大きく、２∧１２以下の場合
は、乗算手段２０８の出力値を（ｙ１＋９＋３＋４＊
１）ビット数分シフトする。この処理は、次のようなこ
とを意味する。まずｙ１ビットシフトすることは、
（４）式における第４項の演算、すなわち２∧ｉｎｔ
（ｙ／４）に対応した演算である。ｙ１は第１の割算手
段２０５によってｙの値を４で割った商を求めた値であ
る。

【００７０】さらに、判定手段２０１の判定結果が真で
ある場合、（ｙ１＋９＋３）ビットシフト処理を行う理
由は次の通りである。ｘが２∧９以下の場合は、本来整
数であったｘは第１のシフト手段２０２において２∧９
で正規化され、１．０を超えない値に変換される。ま
た、第１の記憶手段２０３に格納されている各値も、本
来は２∧（９／３）以下の値であったが、２∧３で正規
化され、１．０を超えない値に変換されている。言い換
えると、乗算手段２０８の出力値に２∧（ｙ１＋９＋
３）を乗じること、すなわち乗算手段２０８の出力値を
（ｙ１＋９＋３）ビットシフトアップすることによっ
て、本来の整数表現で見た場合の値に変換する。

【００７１】一方、ｘが２∧９より大きく、２∧１２以
下の場合は、本来整数であったｘは第１のシフト手段２
０２において、２∧（９＋３）で正規化され、１．０を
超えない値に変換されている。また、先にも述べたよう
に、第１の記憶手段２０３に格納されている各値も、本
来は２∧（９／３）以下の値であったが、２∧３で正規
化され、１．０を超えない値に変換されている。さら
に、第２の割算手段２０７において、入力ｘを８で割っ
た値が求められ、その値をアドレスとして、１／３乗の
テーブルである第１の記憶手段２０３が参照されるの
で、第１の記憶手段２０３から出力される値は、ｘ∧
（１／３）の半分の値になる。なぜなら、次の（５）式
が成立するからである。 （ｘ／８）∧（１／３）＝ｘ∧（１／３）＊（１／８）∧（１／３） ＝ｘ∧（１／３）＊（１／２）・・・（５） 乗算手段２０８の出力値に２∧（９＋３＋３＋１）を乗
じることは、乗算手段２０８の出力値を（９＋３＋３＋
１）＝１６ビットシフトアップすることであり、このシ
フト処理により、本来の整数表現の値に変換される。

【００７２】このような理由によって、第２のシフト手
段２０９は、判定手段２０１の判定結果が真の場合は、
乗算手段２０８の出力値を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ）ビット数分
シフトする。そして判定手段２０１の判定結果が偽であ
り、ｉ＝１の場合は、第２のシフト手段２０９は乗算手
段２０８の出力値を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ＋ａ＊１）ビット数
分シフトする。もちろん、このような数値表現における
値の大小関係は相対的であるので、第２のシフト手段２
０９の果たすべき動作は、判定手段２０１の判定結果が
偽の場合は、真の場合よりａ＊ｉ＝４＊１＝４ビット分
大きな値として乗算手段２０８の出力を調整することに
他ならない。

【００７３】以上のように、本実施形態によれば、ｘの
値が大きい場合でも、単純なビットシフト処理のみで、
図６のような小容量のテーブルを利用して演算を実行で
きる。そのため、いかなる値の量子化信号ｘに対して
も、高速にｘ∧（４／３）＊２∧（ｙ／４）の演算を行
うことができる。

【００７４】本実施形態においては、量子化信号ｘは０
以上４０９５以下の値としたが、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣ方
式においては、量子化信号ｘは０以上８１９１以下の値
である。そこで、量子化信号ｘが４０９６以上の場合の
演算処理方法について、ｉ＝２として以下に述べる。こ
の場合、４０９６は２∧（９＋３）であることに注意す
る必要がある。

【００７５】入力値ｘが２∧（９＋３）以上の場合は、
まず第１のシフト手段２０２で、ｘをＤ−（Ｎ＋ｂ＊
ｉ）＝３０−（９＋３＊２）ビット数分シフトすること
によって、固定小数点フォーマットの値ｘ１に変換す
る。さらに、第２の割算手段２０７においては、ｘに対
してｘ／（２∧（３＊２））を整数化した値ｘ２を求め
る。その後、乗算手段２０８で、第１の記憶手段２０３
のアドレスｘ２に対応する値と、第２の記憶手段２０４
のアドレスｙ２に対応する値と、ｘ１とを乗ずる。最後
に、第２のシフト手段２０９で、（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ＋ａ＊
ｉ）＝（ｙ１＋９＋３＋４＊２）ビット数分、乗算手段
２０８の出力値をシフトする。

【００７６】ｘが２∧（Ｎ＋３）以上の場合、第２のシ
フト手段２０９で（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ＋８）ビット数分、乗
算手段２０８の出力値をシフトすることの意味は次の通
りである。まずｙ１ビットシフトする意味は、（４）式
の第４項である２∧ｉｎｔ（ｙ／４）の演算に対応して
いる。ｙ１は第１の割算手段２０５の出力であり、その
値はｙの値を４で割った商であるからである。

【００７７】また、ｘが２∧（Ｎ＋３）より大きい場合
は、本来整数であったｘは第１のシフト手段２０２にお
いて２∧（Ｎ＋６）で正規化され、１．０を超えない値
に変換されている。また、前述したように第１の記憶手
段２０３に格納されている各値も、本来は２∧（Ｎ／
３）以下の値であったが、２∧Ｍで正規化され、１．０
を超えない値に変換されている。さらに第２の割算手段
２０７において、ｘを６４で割った値が求められ、その
商をアドレスとして、第１の記憶手段２０３が参照され
るので、第１の記憶手段２０３から出力される値は、ｘ
∧（１／３）の４分の１の値ということになる。なぜな
ら、次の（６）式が成立するからである。 （ｘ／６４）∧（１／３）＝ｘ∧（１／３）＊（１／６４）∧（１／３） ＝ｘ∧（１／３）＊（１／４）・・・（６） 乗算手段２０８の出力値に２∧（Ｎ＋Ｍ＋６＋２）を乗
じることは、乗算手段２０８の出力値を（Ｎ＋Ｍ＋６＋
２）ビットシフトアップすることであり、このシフト処
理により、本来の整数表現で見た場合の値に変換され
る。

【００７８】このような理由によって、第２のシフト手
段２０９は、ｘが２∧（Ｎ＋３）より大きい場合、乗算
手段２０８の出力値を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ＋８）ビット数分
シフトする。もちろんこのような数値表現における値の
大小関係は相対的であるので、第２のシフト手段２０９
の果たすべき動作は、ｘが２∧（Ｎ＋３）より大きい場
合は、ｘが２∧Ｎより小さい場合より、８ビット分大き
な値として乗算手段２０８の出力を調整することに他な
らない。

【００７９】（実施形態３）次に本発明の実施形態３の
復号装置について、図面を参照しながら説明する。本実
施形態の復号装置も、ＭＰＥＧ２オーディオ符号化方式
のビットストリームを入力し、ビットストリームに含ま
れている量子化信号ｘとスケールファクタｙと抽出し、
（１）式を一般化した次の（３）式の値を演算するもの
とする。

【００８０】 ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）・・・（３） ここで符号化信号ｘの範囲を例えば０〜８１９１とし、
スケールファクタｙの範囲を−１００〜１５６とする。
本実施形態においては（３）式で表現される演算式を、
次の（４）式に変換する。

【００８１】 ｘ＊ｘ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）＊２∧（（ｙ％ｃ）／ｃ）＊２∧ｉｎｔ（ｙ／ｃ ）・・・（４） 以下、この（４）式と、よりメモリ容量の少ない記憶手
段とを用いて入力ビットストリームを復号する場合につ
いて述べる。

【００８２】図７は、本発明の実施形態３の復号装置３
０の構成を示すブロック図である。復号装置３０は、分
離手段３００と、判定手段３０１と、第１のシフト手段
３０２と、第１の記憶手段３０３と、調整係数生成手段
３０４と、第１の割算手段３０５と、剰余算手段３０６
と、第２の割算手段３０７と、乗算手段３０８と、第２
のシフト手段３０９とを備えている。

【００８３】図７において、分離手段３００は、入力の
ビットストリームから量子化信号ｘとスケールファクタ
ｙとを分離する手段である。判定手段３０１は、Ｎを第
１の記憶手段３０３のアドレス数に対応した閾値とする
とき、量子化信号ｘが２∧Ｎ以下か否かを判定し、２∧
Ｎ以下であれば真とし、２∧Ｎを超えれば偽として判定
結果を出力する。さらに、判定手段３０１は、ｘが２∧
Ｎより大きい場合に、ｊを負でない整数としてｘの変域
を２∧Ｎ〜２∧（Ｎ＋ｊ）で表現したとき、変域ｘの値
の大きさを特定するパラメータｊの値を出力する。ｊの
値は、ｘの値が２∧Ｎより大きい場合は、ｘの値が２∧
（Ｎ＋（ｊ−１）＜ｘ≦２∧（Ｎ＋ｊ）を満たすように
決定され、ｘの値が２∧Ｎ以下の場合は、０に設定され
る。判定手段３０１の判定結果及びパラメータｊの値
は、第２の割算手段３０７，第１のシフト手段３０２，
第２のシフト手段３０９、調整係数生成手段３０４に与
えられる。

【００８４】後述する乗算手段３０８の機能が（Ｄ＋
２）ビット幅の入力値を固定小数点方式で演算するもの
とし、最上位ビットが正負を表し、上位２ビット目と小
数点以下Ｄビットが入力値の有効桁数を表すものとする
と、第１のシフト手段３０２は、判定手段３０１の判定
結果が真の場合は、ｘをＤ−Ｎビット数分シフトし、判
定手段３０１の判定結果が偽の場合は、出力されたｊを
用いてｘをＤ−（Ｎ＋ｊ）ビット数分シフトすることに
よって、整数ｘを固定小数点フォーマットの値ｘ１に変
換するシフト手段である。

【００８５】第１の割算手段３０５は、分離手段３００
から出力されたｙをｃで割り、その商ｙ１を出力する演
算手段である。剰余算手段３０６は、分離手段３００か
ら出力されたｙをｃで割り、その剰余ｙ２を出力する演
算手段である。第２の割算手段３０７は、分離手段３０
０で分離されたｘを入力し、判定手段３０１の判定結果
が真の場合はｘをそのままｘ２として出力し、判定手段
３０１の判定結果が偽の場合は、分離手段３００から出
力されたｘに対してｘ／（２∧ｊ）を整数化した値をｘ
３として出力する演算手段である。

【００８６】第１の記憶手段３０３は、Ｎ＊（ａ−ｂ）
に対するｂの割り算値を整数化した値をＭとし、０以上
２∧Ｎ以下の整数値ｑに対するｑ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）
の値を、（Ｄ−Ｍ）ビット数分シフトすることによって
固定小数点フォーマットにした値をＨ（ｑ）とすると
き、ｑのとり得る全ての値に対するＨ（ｑ）の値を格納
した記憶手段である。

【００８７】調整係数生成手段３０４は、剰余算手段３
０６の出力値ｙ２（＝ｐ）及び、上記ｊに対して、２∧
（ｐ／ｃ）＊２∧（ｊ／ｂ）の値をＩ（ｐ，ｊ）として
固定小数点フォーマットで生成する手段である。調整係
数生成手段３０４は、予めＩ（ｐ，ｊ）の値が格納され
ている記憶手段を備えている。

【００８８】図８は、復号装置３０の調整係数生成手段
３０４の内容を示す。図８に示す調整係数生成手段３０
４の内容は、ｂ＝３、ｃ＝４の場合のＩ（ｐ，ｊ）の値
である。ここでは、以下のことに注意しなくてはならな
い。すなわち、２∧（ｐ／４）＊２∧（ｊ／３）の値の
最大値は、本実施形態においては、ｊ＝１３−Ｎであ
り、Ｎ＝９とするなら、２∧（３／４）＊２∧（４／
３）となり、この値は、２．０以上になってしまう。本
実施形態においても、図１２に示すような固定小数点フ
ォーマットを用いるので、上記Ｉ（ｐ，ｊ）の値を格納
するテーブルは、２∧（ｐ／４）＊２∧（ｊ／３）の値
を２ビットシフトダウンした値を格納しておくものとす
る。もちろん、この２ビットシフトダウン分の調整は、
出力信号に対して考慮されなくてはならない。この点に
ついては、後述する。

【００８９】乗算手段３０８は、第１の記憶手段３０３
のアドレスｘ２又はｘ３に対応する値と、調整係数生成
手段３０４のアドレスｙ２，ｊに対応する値と、第１の
シフト手段３０２の出力値ｘ１とを乗算する演算手段で
ある。Ｎ＊（ａ−ｂ）に対するｂの割り算値を整数化し
た値をＭとするとき、第２のシフト手段３０９は、判定
手段３０１の判定結果が真の場合は、乗算手段３０８の
出力値を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ）ビット数分シフトし、判定手
段３０１の判定結果が偽の場合は、乗算手段３０８の出
力値を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ＋ｊ）ビット数分シフトするシフ
ト手段である。さらに、この処理において、先に述べ
た、図８の構成に起因する２ビット分の調整を行う。す
なわち、上記シフト後の値を、さらに２ビットシフトア
ップする。

【００９０】第１の記憶手段３０３は、実施形態２の復
号装置２０の第１の記憶手段２０３と同様に、図５に示
す内容のテーブルを有する。図５に示すテーブルは、０
から２∧Ｎまでの整数値ｑに対し、ｑ∧（（ａ−ｂ）／
ｂ）を２∧Ｍで正規化し、その値を固定小数点フォーマ
ットの値Ｈ（ｑ）で格納したものである。ここでは、ａ
＝４、ｂ＝３、Ｎ＝９、Ｍ＝３、Ｄ＝３０とした場合の
Ｈ（ｑ）を示している。なお、Ｍ＝３とは、９＊（４−
３）／３から演算された値である。このテーブルのフォ
ーマットは、前述したように最上位ビットが符号ビット
であり、最上位ビットから２ビット目と３ビット目との
間に小数点がある。つまり、Ｈ（ｑ）のとり得る範囲
は、最大でも２より小さく、最小で−２である。

【００９１】上述したように、整数値を固定小数点フォ
ーマットに変換する方法は、図６に示されている。本実
施形態においてはＮ＝９とし、Ｍ＝３、Ｄ＝３０とした
が、もちろん、この値は他の値でも良く、例えばＮ＝１
０とし、Ｍを１０＊（４−３）／３の値の小数点以下を
切り上げた値４としてもよい。

【００９２】以上のように構成された復号装置３０の動
作について、ａ＝４、ｂ＝３、ｃ＝４、Ｍ＝３、Ｎ＝
９、Ｄ＝３０とし、図５〜８を参照して説明する。ま
ず、図７の分離手段３００は、入力ビットストリームか
ら量子化信号ｘ及びスケールファクタｙを分離する。次
に、判定手段３０１は量子化信号ｘが２∧９（＝５１
２）以下か否かを判定する。そして２∧９以下であれば
真とし、２∧９を超えれば偽として判定結果を出力す
る。また、判定手段３０１は量子化信号ｘの変域に応じ
てｊの値を出力する。

【００９３】次に、第１のシフト手段３０２は、判定手
段３０１の判定結果が真の場合には、ｘを（３０−９）
ビット数分シフトすることによって、整数ｘを固定小数
点フォーマットの値ｘ１に変換する。第１のシフト手段
３０２は、判定手段３０１の判定結果が偽の場合には、
ｘを３０−（９＋ｊ）ビット数分シフトすることによっ
て、整数ｘを固定小数点フォーマットの値ｘ１に変換す
る。

【００９４】この動作をさらに具体的に説明する。本実
施形態における固定小数点のフォーマットは、図１２に
示したように最上位ビットが符号ビットであり、最上位
ビットから２ビット目と３ビット目との間に小数点があ
るものとしている。よって、ｘが９ビット以下の数値で
ある場合、つまり２∧９以下の値である場合は、図６に
示すようにｘを（３０−９）＝２１ビットシフトアップ
することによって、固定小数点フォーマットとして見た
場合に１．０以下の値に正規化できる。

【００９５】同様に、入力の整数ｘが９ビット以上、例
えば１１ビットの場合は、ｘを３０−１１＝１９ビット
シフトアップすることによって、固定小数点フォーマッ
トとして見た場合に１．０以下の値に正規化できる。第
１のシフト手段３０２は、このような考え方に基づい
て、判定手段３０１の判定結果が真の場合、すなわちｘ
が５１２以下の場合は、ｘを（３０−９）＝２１ビット
シフトすることによって、整数ｘを固定小数点フォーマ
ットの値ｘ１に変換する。そして、判定手段３０１の判
定結果が偽の場合、そのビット数に応じた数だけビット
シフトすることによって、整数ｘを固定小数点フォーマ
ットの値ｘ１に変換する。

【００９６】第２の割算手段３０７は、判定手段３０１
の判定結果が真の場合は、ｘをそのままｘ２として出力
し、判定手段３０１の判定結果が偽で、ｘが２∧９より
大きい場合は、ｘ／（２∧ｊ）を整数化した値をｘ３と
して出力する。ｘ３が第１の記憶手段３０３に対するア
ドレスとして用いられる理由は、第１の記憶手段３０３
は、０から２∧９、すなわち５１２までの整数値ｑに対
してｑ∧（１／３）に応じた値のみを保持しているから
である。そのため、判定手段３０１の判定結果が真の場
合、すなわちｘが５１２以下の場合は、ｘをそのままｘ
２として出力して良いが、判定手段３０１の判定結果が
偽の場合、ｘ／（２∧ｊ）を整数化することによって、
５１２以下の値ｘ３を生成して出力するようにしてい
る。

【００９７】一方、第１の割算手段３０５は、ｙを４で
割った商ｙ１を求める。また剰余算手段３０６は、ｙを
４で割った剰余ｙ２を求める。次に、乗算手段３０８
は、第１の記憶手段３０３のアドレスｘ２に対応する値
Ｈ（ｘ２）と、調整係数生成手段３０４のアドレスｙ
２，ｊに対応する値Ｉ（ｙ２，ｊ）と、第１のシフト手
段３０２の出力値ｘ１とを乗算する。

【００９８】ここまでの処理によって、目的とする
（３）式を（４）式に変形したとき、ｘ＊ｘ∧（１／
３）＊２∧（（ｙ％４）／４）に対応する値（桁数、す
なわちゲインを調整する前の値）が乗算手段３０８から
得られる。なぜなら、第１のシフト手段３０２の出力ｘ
１は、ｘを固定小数点化した値を表しており、第１の記
憶手段３０３には、ｘ∧（１／３）に応じた値が予め固
定小数点フォーマットで格納されており、調整係数生成
手段３０４には、０〜３の整数値ｐ及び、上記ｊに対す
る２∧（ｑ／４）＊２∧（ｊ／３）に応じた値が予め固
定小数点フォーマットで格納されているからである。こ
こで、２∧（ｊ／３）を乗じるのは、以下のような理由
による。すなわち、第２の割算手段３０７において、入
力ｘの値が、２∧Ｎより大きい場合は、入力ｘを２∧ｊ
で割った値が求められ、その値をアドレスとして、１／
３乗のテーブルである第１の記憶手段３０３が参照され
るので、第１の記憶手段３０３から出力される値は、ｘ
∧（１／３）を２∧（ｊ／３）で割った値になる。なぜ
なら、次の（６）式が成立するからである。 （ｘ／（２∧ｊ））∧（１／３） ＝ｘ∧（１／３）＊（１／（２∧ｊ））∧（１／３） ＝ｘ∧（１／３）／２∧（ｊ／３）・・・（６） そのため、ｘ∧（１／３）の値を求めるには、第１の記
憶手段３０３の出力値に２∧（ｊ／３）を乗じる必要が
あり、その値を予め、調整係数生成手段３０４に用意し
ている。

【００９９】最後に、第２のシフト手段３０９は、判定
手段３０１の判定結果が真の場合は、乗算手段３０８の
出力値を（ｙ１＋９＋３）の値に応じたビット数分シフ
トし、判定手段３０１の判定結果が偽であり、例えばｊ
＝２、すなわちｘが２∧１０より大きく、２∧１１以下
の場合は、乗算手段３０８の出力値を（ｙ１＋９＋３＋
２）ビット数分シフトする。この処理は、次のようなこ
とを意味する。まずｙ１ビットシフトすることは、
（４）式における第４項の演算、すなわち２∧ｉｎｔ
（ｙ／４）に対応した演算である。ｙ１は第１の割算手
段３０５によってｙの値を４で割った商を求めた値であ
る。

【０１００】さらに、判定手段３０１の判定結果が真で
ある場合、（ｙ１＋９＋３）ビットシフト処理を行う理
由は次の通りである。ｘが２∧９以下の場合は、本来整
数であったｘは第１のシフト手段３０２において２∧９
で正規化され、１．０を超えない値に変換される。ま
た、第１の記憶手段３０３に格納されている各値も、本
来は２∧（９／３）以下の値であったが、２∧３で正規
化され、１．０を超えない値に変換されている。言い換
えると、乗算手段３０８の出力値に２∧（ｙ１＋９＋
３）を乗じること、すなわち乗算手段３０８の出力値を
（ｙ１＋９＋３）ビットシフトアップすることによっ
て、本来の整数表現で見た場合の値に変換する。

【０１０１】一方、ｘが２∧９より大きく、２∧１０以
上、２∧１１以下の場合は、本来整数であったｘは第１
のシフト手段３０２において、２∧（９＋２）で正規化
され、１．０を超えない値に変換されている。また、先
にも述べたように、第１の記憶手段３０３に格納されて
いる各値も、本来は２∧（９／３）以下の値であった
が、２∧３で正規化され、１．０を超えない値に変換さ
れている。

【０１０２】乗算手段３０８の出力値に２∧（９＋３＋
２）を乗じることは、乗算手段３０８の出力値を（９＋
３＋２）＝１４ビットシフトアップすることであり、こ
のシフト処理により、本来の整数表現の値に変換され
る。

【０１０３】このような理由によって、第２のシフト手
段３０９は、判定手段３０１の判定結果が真の場合は、
乗算手段３０８の出力値を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ）ビット数分
シフトする。そして判定手段３０１の判定結果が偽であ
る場合は、第２のシフト手段３０９は乗算手段３０８の
出力値を（ｙ１＋Ｎ＋Ｍ＋ｊ）ビット数分シフトする。
ここで注意すべきことは、上述したように、本実施形態
においては、図８の構成に起因する２ビット分の調整を
ここで行うということである。すなわち、上記シフト後
の値を、さらに２ビットシフトアップする。

【０１０４】もちろん、このような数値表現における値
の大小関係は相対的であるので、第２のシフト手段３０
９の果たすべき動作は、判定手段３０１の判定結果が偽
の場合は、真の場合よりｊビット分大きな値として乗算
手段３０８の出力を調整することに他ならない。

【０１０５】以上のように、本実施形態によれば、ｘの
値が大きい場合でも、単純なビットシフト処理のみで、
図５のような小容量のテーブルを利用して演算を実行で
きる。そのため、いかなる値の量子化信号ｘに対して
も、高速にｘ∧（４／３）＊２∧（ｙ／４）の演算を行
うことができる。さらに、本実施形態３においては、先
に述べた実施形態２に比べて、調整係数生成手段３０４
が保持するべきテーブルのアドレスが大きくなるが、精
度のよい演算結果が得られることとなる。

【０１０６】（実施形態４）次に、本発明の実施形態４
の復号装置について、図面を参照しながら説明する。本
実施形態の復号装置も、ＭＰＥＧ２オーディオ符号化方
式のビットストリームを入力し、ビットストリームに含
まれている量子化信号ｘとスケールファクタｙと抽出
し、（１）式を一般化した次の（３）式の値を演算する
ものとする。

【０１０７】 ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）・・・（３） ここで符号化信号ｘの範囲を例えば０〜８１９１とし、
スケールファクタｙの範囲を−１００〜１５６とする。
本実施形態においては（３）式で表現される演算式を、
次の（４）式に変換する。

【０１０８】 ｘ＊ｘ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）＊２∧（（ｙ％ｃ）／ｃ）＊２∧ｉｎｔ（ｙ／ｃ ）・・・（４） 以下、この（４）式と、よりメモリ容量の少ない記憶手
段とを用いて入力ビットストリームを復号する場合につ
いて述べる。

【０１０９】図９は、本発明の実施形態４の復号装置４
０の構成を示すブロック図である。復号装置４０は、分
離手段４００と、判定手段４０１と、第１のシフト手段
４０２と、第１の記憶手段４０３と、調整係数生成手段
４０４と、第１の割算手段４０５と、剰余算手段４０６
と、第２の割算手段４０７と、乗算手段４０８と、第２
のシフト手段４０９とを備えている。

【０１１０】図９において、分離手段４００は、入力の
ビットストリームから量子化信号ｘとスケールファクタ
ｙとを分離する手段である。判定手段４０１は、量子化
信号ｘの値を２進数で表現した時の桁数ｋを判定し、ｋ
の値を出力する手段である。判定手段４０１が出力する
ｋの値は、第２の割算手段４０７、第１のシフト手段４
０２，第２のシフト手段４０９、調整係数生成手段４０
４に与えられる。

【０１１１】後述する乗算手段４０８の機能が（Ｄ＋
２）ビット幅の入力値を固定小数点方式で演算するもの
とし、最上位ビットが正負を表し、上位２ビット目と小
数点以下Ｄビットが入力値の有効桁数を表すものとする
と、第１のシフト手段４０２は、ｘをＤ−ｋビット数分
シフトすることによって、整数ｘを固定小数点フォーマ
ットの値ｘ１に変換するシフト手段である。

【０１１２】第１の割算手段４０５は、分離手段４００
から出力されたｙを４で割り、その商ｙ１を出力する演
算手段である。剰余算手段４０６は、分離手段４００か
ら出力されたｙを４で割り、その剰余ｙ２を出力する演
算手段である。第２の割算手段４０７は、予め設定され
た閾値をＮとするとき、分離手段４００から出力された
ｘに対して、ｘ／（２∧（ｋ−Ｎ））を整数化した値を
ｘ′として出力する演算手段であり、具体的には、Ｎ−
ｋの値が、正の場合、上記ｘを（Ｎ−ｋ）ビットシフト
アップし、Ｎ−ｋの値が、負の場合、上記ｘを（ｋ−
Ｎ）ビットシフトダウンすることによって、ｘ′を算出
する演算手段である。

【０１１３】第１の記憶手段４０３は、Ｎ＊（ａ−ｂ）
に対するｂの割り算値を整数化した値をＭとし、２∧
（Ｎ−１）以上２∧Ｎ未満の整数値ｑに対するｑ∧
（（ａ−ｂ）／ｂ）の値を、（Ｄ−Ｍ）ビット数分シフ
トすることによって固定小数点フォーマットにした値を
Ｈ（ｑ）とするとき、ｑの下位（Ｎ−１）ビットをアド
レスとし、Ｈ（ｑ）の値を格納した記憶手段である。

【０１１４】調整係数生成手段４０４は、剰余算手段４
０６の出力値ｙ２（＝ｐ）及び、上記ｋに対して、２∧
（ｐ／ｃ）＊２∧（（ｋ−Ｎ）／ｂ）の値をＩ（ｐ，
ｋ）として固定小数点フォーマットで生成するものであ
り、予めその値が格納されている記憶手段を備えてい
る。

【０１１５】図１０は、復号装置４０の調整係数生成手
段４０４の内容を示す。図１０に示す調整係数生成手段
４０４の内容は、ｂ＝３、ｃ＝４の場合のＩ（ｐ，ｋ）
の値である。ここでは、以下のことに注意しなくてはな
らない。すなわち、２∧（ｐ／４）＊２∧（（ｋ−Ｎ）
／３）の値の最大値は、本実施形態においては、ｋ＝１
３、Ｎ＝９とするなら、２∧（３／４）＊２∧（４／
３）となり、この値は、２．０以上になってしまう。本
実施形態においても、図１２に示したような、固定小数
点フォーマットを用いるので、上記Ｉ（ｐ，ｋ）の値を
格納するテーブルは、２∧（ｐ／４）＊２∧（（ｋ−
Ｎ）／３）の値を２ビットシフトダウンした値を格納し
ておくこととする。もちろん、この２ビットシフトダウ
ン分の調整は、出力信号に対して考慮されなくてはなら
ない。この点については、後述する。

【０１１６】乗算手段４０８は、第１の記憶手段４０３
のアドレスｘ′に対応する値と、調整係数生成手段４０
４のアドレスｙ２、ｋに対応する値と、第１のシフト手
段４０２の出力値ｘ１とを乗算する演算手段である。Ｎ
＊（ａ−ｂ）に対するｂの割り算値を整数化した値をＭ
とするとき、第２のシフト手段４０９は、判定手段４０
１の判定結果ｋに応じて、乗算手段４０８の出力値を
（ｙ１＋Ｍ＋ｋ）ビット数分シフトするシフト手段であ
る。さらに、この処理において、先に述べた、図１０の
構成に起因する２ビット分の調整を行う。すなわち、上
記シフト後の値を、さらに２ビットシフトアップする。

【０１１７】図１１は、復号装置４０の第１の記憶手段
４０３の内容を示す。図１１に示すテーブルは、２∧
（Ｎ−１）以上、２∧Ｎ未満の整数値ｑに対し、ｑ∧
（（ａ−ｂ）／ｂ）を２∧Ｍで正規化し、その値を固定
小数点フォーマットの値Ｈ（ｑ）とするとき、ｑの下位
（Ｎ−１）ビットをアドレスとし、Ｈ（ｑ）の値を格納
したものである。ここでは、ａ＝４、ｂ＝３、Ｎ＝９、
Ｍ＝３、Ｄ＝３０とした場合のＨ（ｑ）を示している。
なお、Ｍ＝３とは、９＊（４−３）／３から演算された
値である。このテーブルのフォーマットは、前述したよ
うに最上位ビットが符号ビットであり、最上位ビットか
ら２ビット目と３ビット目との間に小数点がある。つま
り、Ｈ（ｑ）のとり得る範囲は、最大でも２より小さ
く、最小で−２である。

【０１１８】ここで注意すべきことは、図１１におい
て、アドレス０には、ｑ＝２５６（＝２∧（Ｎ−１））
に対する、Ｈ（ｑ）の値が格納されており、また、アド
レス２５５には、ｑ＝５１１（＝２∧Ｎ−１）に対す
る、Ｈ（ｑ）の値が格納されているということである。
このような形でテーブルを持つことは、以下のような理
由による。すなわち、前記第２の割算手段４０７におい
ては、入力値ｘを２進数で表した時の桁数ｋに対して、
Ｎ−ｋの値が、正の場合、上記ｘを（Ｎ−ｋ）ビットシ
フトアップし、Ｎ−ｋの値が、負の場合、上記ｘを（ｋ
−Ｎ）ビットシフトダウンすることによって、ｘ′を算
出しているので、ｘ′のＮビット目は必ず１となる。そ
こで、図１１のテーブルを参照する際、ｘ′の下位（Ｎ
−１）ビットだけをアドレスとすることができる。これ
により、結果としてテーブルサイズを半分に削減するこ
とができる。

【０１１９】上述したように、整数値を固定小数点フォ
ーマットに変換する方法は、図６に示されている。本実
施形態においてはＮ＝９とし、Ｍ＝３、Ｄ＝３０とした
が、もちろん、この値は他の値でも良く、例えばＮ＝１
０とし、Ｍを１０＊（４−３）／３の値の小数点以下を
切り上げた値４としてもよい。

【０１２０】以上のように構成された復号装置４０の動
作について、ａ＝４、ｂ＝３、ｃ＝４、Ｍ＝３、Ｎ＝
９、Ｄ＝３０とし、図６及び図９〜１１を参照して説明
する。まず、図９の分離手段４００は、入力ビットスト
リームから量子化信号ｘ及びスケールファクタｙを分離
する。次に、判定手段４０１は、入力値ｘを２進数で表
した時の桁数ｋを判定しその値を出力する。

【０１２１】次に、第１のシフト手段４０２は、ｘを
（３０−ｋ）ビット数分シフトすることによって、整数
ｘを固定小数点フォーマットの値ｘ１に変換する。

【０１２２】この動作をさらに具体的に説明する。本実
施形態における固定小数点のフォーマットは、図１２に
示したように最上位ビットが符号ビットであり、最上位
ビットから２ビット目と３ビット目との間に小数点があ
るものとしている。よって、図６に示すようにｘを（３
０−ｋ）ビットシフトアップすることによって、固定小
数点フォーマットとして見た場合に１．０以下の値に正
規化できる。

【０１２３】第２の割算手段４０７は、上記ｋに対し
て、Ｎ−ｋの値が、正の場合、上記ｘを（Ｎ−ｋ）ビッ
トシフトアップし、Ｎ−ｋの値が、負の場合、上記ｘを
（ｋ−Ｎ）ビットシフトダウンすることによって、ｘ′
を求め、出力する。上述したように、ｘ′の下位（Ｎ−
１）ビットが、第１の記憶手段４０３に対するアドレス
として用いられる理由は、ｘ′のＮビット目は必ず１と
なるからである。

【０１２４】一方、第１の割算手段４０５は、ｙを４で
割った商ｙ１を求める。また剰余算手段４０６は、ｙを
４で割った剰余ｙ２を求める。次に、乗算手段４０８
は、ｘ′の下位（Ｎ−１）ビットをｘ２としたとき、第
１の記憶手段４０３の、アドレスｘ２に対応する値Ｈ
（ｘ２）と、調整係数生成手段４０４のアドレスｙ２，
ｋに対応する値Ｉ（ｙ２，ｋ）と、第１のシフト手段４
０２の出力値ｘ１とを乗算する。

【０１２５】ここまでの処理によって、目的とする
（３）式を（４）式に変形したとき、ｘ＊ｘ∧（１／
３）＊２∧（（ｙ％４）／４）に対応する値（桁数、す
なわちゲインを調整する前の値）、が乗算手段４０８か
ら得られる。なぜなら、第１のシフト手段４０２の出力
ｘ１は、ｘを固定小数点化した値を表しており、第１の
記憶手段４０３には、ｘ∧（１／３）に応じた値が予め
固定小数点フォーマットで格納されており、調整係数生
成手段４０４には、０〜３の整数値ｐ及び、上記ｋに対
する２∧（ｐ／４）＊２∧（（ｋ−Ｎ）／３）に応じた
値が予め固定小数点フォーマットで格納されているから
である。ここで、２∧（（ｋ−Ｎ）／３）を乗じるの
は、以下のような理由による。すなわち、第２の割算手
段４０７において、入力ｘはその桁数ｋによって、ｘ′
＝ｘ／（２∧（ｋ−Ｎ））のように変換されており、
ｘ′の値に対する１／３乗の値が、第１の記憶手段４０
３に格納されているので、第１の記憶手段４０３から出
力される値は、ｘ∧（１／３）を２∧（（ｋ−Ｎ）／
３）で割った値になる。なぜなら、次の（７）式が成立
するからである。 （ｘ／（２∧（ｋ−Ｎ）））∧（１／３） ＝ｘ∧（１／３）＊（１／（２∧（ｋ−Ｎ）））∧（１／３） ＝ｘ∧（１／３）／２∧（（ｋ−Ｎ）／３）・・・（７） そのため、ｘ∧（１／３）の値を得るためには、第１の
記憶手段４０３の出力値に２∧（（ｋ−Ｎ）／３）を乗
じる必要があり、その値を予め、調整係数生成手段４０
４に用意している訳である。

【０１２６】最後に、第２のシフト手段４０９は、判定
手段４０１の判定結果ｋに応じて、乗算手段４０８の出
力値を（ｙ１＋Ｍ＋ｋ）の値に応じたビット数分シフト
する。この処理は、次のようなことを意味する。まずｙ
１ビットシフトすることは、（４）式における第４項の
演算、すなわち２∧ｉｎｔ（ｙ／４）に対応した演算で
ある。ｙ１は第１の割算手段４０５によってｙの値を４
で割った商を求めた値である。

【０１２７】さらに、（ｙ１＋Ｍ＋ｋ）ビットシフト処
理を行う理由は次の通りである。本来整数であったｘは
第１のシフト手段４０２において２∧ｋで正規化され、
１．０を超えない値に変換される。また、第１の記憶手
段４０３に格納されている各値も、本来は２∧Ｍ以下の
値であったが（ここでＭ＝９／３）、２∧Ｍで正規化さ
れ、１．０を超えない値に変換されている。言い換える
と、乗算手段４０８の出力値に２∧（ｙ１＋Ｍ＋ｋ）を
乗じること、すなわち乗算手段４０８の出力値を（ｙ１
＋Ｍ＋ｋ）ビットシフトアップすることによって、本来
の整数表現で見た場合の値に変換する。

【０１２８】ここで注意すべきことは、上述したよう
に、本実施形態においては、図１０の構成に起因する２
ビット分の調整をここで行うということである。すなわ
ち、上記シフト後の値を、さらに２ビットシフトアップ
する。

【０１２９】もちろん、このような数値表現における値
の大小関係は相対的であり、Ｍは、予め定められた定数
であるので、第２のシフト手段４０９の果たすべき動作
は、判定手段４０１の判定結果ｋとｙ１に応じて乗算手
段４０８の出力の大きさを調整することに他ならない。

【０１３０】以上のように、本実施形態によれば、ｘの
値が大きい場合でも、単純なビットシフト処理のみで、
図１１のような小容量のテーブルを利用して演算を実行
できる。そのため、いかなる値の量子化信号ｘに対して
も、高速にｘ∧（４／３）＊２∧（ｙ／４）の演算を行
うことができる。さらに、本実施形態４においては、先
に述べた実施形態３に比べて、調整係数生成手段４０４
が保持するべきテーブルのアドレスが大きくなるが、第
１の記憶手段が保持するべきテーブルのアドレスが小さ
くなるという効果が得られる。

【０１３１】

【発明の効果】本発明の復号装置によれば、量子化信号
ｘの値が、変域の最大値に比較して小さい場合であって
も、演算結果の出力の最終段階まで、ｘ（ａ／ｂ）の値
をより多くの有効桁数で保持することができる。これに
より、ｘ（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の値を精度良く演
算することが可能となる。

【０１３２】また、本発明の復号装置によれば、量子化
信号ｘの値が小さい場合であっても、ｘ∧（ａ／ｂ）＊
２∧（ｙ／ｃ）の演算を、固定小数点フォーマットの処
理手段（ＤＳＰ）により精度良く実行することができ
る。さらに、量子化信号ｘの値が第１の記憶手段に保持
されている値より大きい場合であっても、小さな容量の
第１の記憶手段を用いて演算を実行することができる。
そのため、いかなる量子化信号ｘに対しても、高速にｘ
∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の演算を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の復号装置１０の構成を示
すブロック図である。

【図２】復号装置１０の第１の記憶手段１０２の内容を
示す図である。

【図３】復号装置１０の第２の記憶手段１０３及び復号
装置２０の第２の記憶手段２０４の内容を示す図であ
る。

【図４】本発明の実施形態２の復号装置２０の構成を示
すブロック図である。

【図５】復号装置２０の第１の記憶手段２０３及び復号
装置３０の第１の記憶手段３０３の内容を示す図であ
る。

【図６】整数値を固定小数点フォーマットに変換する方
法を示す図である。

【図７】本発明の実施形態３の復号装置３０の構成を示
すブロック図である。

【図８】復号装置３０の調整係数生成手段３０４の内容
を示す図である。

【図９】本発明の実施形態４の復号装置４０の構成を示
すブロック図である。

【図１０】復号装置４０の調整係数生成手段４０４の内
容を示す図である。

【図１１】復号装置４０の第１の記憶手段４０３の内容
を示す図である。

【図１２】固定小数点フォーマットの一例を示す図であ
る。

【図１３】従来の復号装置において用いられる第１のテ
ーブルの内容を示す図である。

【図１４】従来の復号装置において用いられる第２のテ
ーブルの内容を示す図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０ 復号装置 １００、２００、３００、４００ 分離手段 １０１、２０１、３０１、４０１ 判定手段 １０２、２０３、３０３、４０３ 第１の記憶手段 １０３、２０４ 第２の記憶手段 １０４ 割算手段 １０５、２０６、３０６、４０６ 剰余算手段 １０６、２０８、３０８、４０８ 乗算手段 １０７、 シフト手段 ２０２、３０２、４０２ 第１のシフト手段 ２０５、３０５、４０５ 第１の割算手段 ２０７、３０７、４０７ 第２の割算手段 ２０９、３０９、４０９ 第２のシフト手段 ３０４、４０４ 調整係数生成手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 崇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 阿部 一任 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 松本 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 川村 明久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 西尾 孝祐 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−292976（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 7/00 G10L 19/00 G10L 19/02 H03M 7/30

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変数である量子化符号ｘ及びスケールフ
   ァクタｙを含むビットストリームからｘ，ｙを抽出し、
   ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の演算を行う復号装置
   であって（ａ，ｂ，ｃは整数の定数）、 入力された前記ビットストリームからｘとｙとを分離す
   る分離手段と、 （（Ｎ＊ａ）／ｂ）を整数化した値をＭとし、（（Ｑ＊
   ａ）／ｂ）を整数化した値をＭ′として（Ｎ、Ｑは所定
   の閾値）、０≦ｑ＜２∧Ｑ−１を満たす整数ｑがｘの変
   域内でとり得る全ての値について、ｑをアドレスとし
   て、０≦ｑ＜２∧Ｎの場合にｑ∧（ａ／ｂ）／２∧Ｍ′
   をＭに応じたビット数分シフトした値をＦ（ｑ）とし、
   ｑ＞２∧Ｎの場合にＦ（ｑ）＝ｑ∧（ａ／ｂ）／２∧
   Ｍ′としたＦ（ｑ）の値を固定小数点フォーマットで格
   納する、第１の記憶手段と、 ０≦ｐ＜ｃを満たす整数ｐのとり得る全ての値につい
   て、Ｇ（ｐ）＝２∧（ｐ／ｃ）を固定小数点フォーマッ
   トで格納する第２の記憶手段と、 ｙ１＝ｉｎｔ（ｙ／ｃ）を算出する除算手段と、 ｙ２＝ｙ％ｃを算出する剰余算手段と、 ｘをアドレスとして前記第１の記憶手段から読み出した
   Ｆ（ｘ）の値と、ｙ２をアドレスとして前記第２の記憶
   手段から読み出したＧ（ｙ２）の値とをそれぞれ乗じた
   値を出力する乗算手段と、 ｘ≦２∧Ｎの場合には、前記乗算手段の出力する値をｙ
   １と（Ｍ′−Ｍ）に応じたビット数分シフトして出力
   し、ｘ＞２∧Ｎの場合には、前記乗算手段の出力する値
   をｙ１に応じたビット数分シフトして出力するシフト手
   段と、 を備えた、復号装置。
2. 【請求項２】 前記Ｍに応じたビット数は（Ｍ′−Ｍ）
   であり、前記ｙ１と（Ｍ′−Ｍ）に応じたビット数は
   （ｙ１−（Ｍ′−Ｍ））であり、前記ｙ１に応じたビッ
   ト数はｙ１である、請求項１に記載の復号装置。
3. 【請求項３】 変数である量子化符号ｘ及びスケールフ
   ァクタｙを含むビットストリームからｘ，ｙを抽出し、
   ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の演算を行う復号装置
   であって（ａ，ｂ，ｃは整数の定数）、 入力された前記ビットストリームからｘとｙとを分離す
   る分離手段と、 ｘ≦２∧Ｎの場合に（Ｎは所定の閾値）、ｘをＮに応じ
   たビット数分シフトすることにより、固定小数点フォー
   マットの値ｘ１に変換する第１のシフト手段と、 （Ｎ＊（ａ−ｂ）／ｂ）を整数化した値をＭとし、０≦
   ｑ≦２∧Ｎを満たす整数ｑのとり得る全ての値につい
   て、ｑをアドレスとして、ｑ∧（（ａ−ｂ）／ｂ）の値
   をＭに応じたビット数分シフトすることによって固定小
   数点フォーマットにした値Ｈ（ｑ）を格納する第１の記
   憶手段と、 ０≦ｐ＜ｃを満たす整数ｐのとり得る全ての値につい
   て、Ｇ（ｐ）＝２∧（ｐ／ｃ）を固定小数点フォーマッ
   トで格納する第２の記憶手段と、 ｙ１＝ｉｎｔ（ｙ／ｃ）を算出する除算手段と、 ｙ２＝ｙ％ｃを算出する剰余算手段と、 ｘをアドレスとして前記第１の記憶手段から読み出した
   Ｈ（ｘ）の値と、ｙ２をアドレスとして前記第２の記憶
   手段から読み出したＧ（ｙ２）の値と、前記第１のシフ
   ト手段で変換されたｘ１の値とをそれぞれ乗じた値を出
   力する乗算手段と、 前記乗算手段の出力値を、前記除算手段で得られたｙ１
   に応じたビット数分シフトする第２のシフト手段と、 を備えた復号装置。
4. 【請求項４】 前記Ｎに応じたビット数は（Ｄ−Ｎ）で
   あり（Ｄは固定小数点演算処理における小数桁の有効桁
   数）、前記ｙ１に応じたビット数は（ｙ１＋（Ｎ＋
   Ｍ））である、請求項３に記載の復号装置。
5. 【請求項５】 ｘ≦２∧Ｎの場合に判定結果を真として
   出力し、ｘ＞２∧Ｎの場合に判定結果を偽として出力す
   る判定手段と、 前記判定結果が真の場合にｘの値を変化させず、前記判
   定結果が偽の場合にｘを（２∧（ｂ＊ｉ））で除算し
   て、ｘの値を出力する第２の除算手段と、 をさらに備え、 前記第１のシフト手段は、前記判定結果が偽の場合にｘ
   を（Ｎ＋ｂ＊ｉ）に応じたビット数分シフトし（ｉは負
   でない整数）、 前記第１の記憶手段は、ｑのとり得る全ての値のうちｘ
   の変域内の値についてＨ（ｑ）の値を格納し、 前記第２のシフト手段は、前記判定結果が真の場合に前
   記乗算手段の出力する値をｙ１に応じたビット数分シフ
   トし、前記判定結果が偽の場合に前記乗算手段の出力す
   る値をｙ１とａ＊ｉに応じたビット数分シフトする、請
   求項３に記載の復号装置。
6. 【請求項６】 前記Ｎに応じたビット数は（Ｄ−Ｎ）で
   あり、前記（Ｎ＋ｂ＊ｉ）に応じたビット数はＤ−（Ｎ
   ＋ｂ＊ｉ）であり、前記Ｍに応じたビット数は（Ｄ−
   Ｍ）であり、前記ｙ１に応じたビット数は（ｙ１＋Ｎ＋
   Ｍ）であり、前記ｙ１とａ＊ｉに応じたビット数は（ｙ
   １＋Ｎ＋Ｍ＋ａ＊ｉ）である、請求項５に記載の復号装
   置。
7. 【請求項７】 ｘ≦２∧Ｎの場合に判定結果を真として
   出力し、ｘ＞２∧Ｎの場合に判定結果を偽として出力す
   るとともに、ｘの値の大きさを特定するためのパラメー
   タｉを出力する判定手段をさらに備え、 前記第１のシフト手段と、前記第２の除算手段と、前記
   第２のシフト手段とは、前記判定手段の判定結果に従っ
   て動作する、請求項５に記載の復号装置。
8. 【請求項８】 前記第２のシフト手段は、前記判定手段
   の判定結果が真の場合に前記乗算手段が出力する値をｙ
   １に応じたビット数分シフトし、前記判定手段の判定結
   果が偽の場合に前記乗算手段が出力する値をｙ１＋（ａ
   ＊ｉ）に応じたビット数分シフトする、請求項７に記載
   の復号装置。
9. 【請求項９】 ｉの値は、ｘの値が２∧（Ｎ＋ｂ（ｉ−
   １））＜ｘ≦２∧（Ｎ＋ｂｉ）を満たすように決定され
   る、請求項５乃至７のいずれかに記載の復号装置。
10. 【請求項１０】 Ｍの値は、（Ｎ＊（ａ−ｂ））／ｂの
    値の小数点以下を切り上げた値である、請求項３乃至９
    のいずれかに記載の復号装置。
11. 【請求項１１】 変数である量子化符号ｘ及びスケール
    ファクタｙを含むビットストリームからｘ，ｙを抽出
    し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の演算を行う復号
    装置であって（ａ，ｂ，ｃは整数の定数）、 入力された前記ビットストリームからｘとｙとを分離す
    る分離手段と、 ｘ≦２∧Ｎの場合に判定結果を真として出力し（Ｎは所
    定の閾値）、ｘ＞２∧Ｎの場合に判定結果を偽として出
    力するとともに、ｘの値の大きさを特定するためのパラ
    メータｊ（ｊは負でない整数）を出力する判定手段と、 前記判定手段の判定結果が真の場合にｘをＮに応じたビ
    ット数分シフトし、前記判定手段の判定結果が偽の場合
    にｘを（Ｎ＋ｊ）に応じたビット数分シフトすることに
    より、ｘを固定小数点フォーマットの値ｘ１に変換する
    第１のシフト手段と、 ｙ１＝ｉｎｔ（ｙ／ｃ）を算出する第１の除算手段と、 前記判定手段の判定結果が真の場合にｘ′＝ｘとし、前
    記判定手段の判定結果が偽の場合に（ｘ／（２∧ｊ））
    を整数化した値をｘ′として、ｘ′の値を出力する第２
    の除算手段と、 （（Ｎ＊（ａ−ｂ））／ｂ）を整数化した値をＭとし、
    ０≦ｑ≦２∧Ｎを満たす整数ｑがｘ′の変域内でとり得
    る全ての値について、ｑをアドレスとして、ｑ∧（（ａ
    −ｂ）／ｂ）の値をＭに応じたビット数分シフトするこ
    とによって固定小数点フォーマットにした値Ｈ（ｑ）を
    格納する第１の記憶手段と、 ０≦ｐ＜ｃを満たす整数ｐのとり得る全ての値、及び、
    ｊのとり得る全ての値について、２∧（ｐ／ｃ）＊２∧
    （ｊ／ｂ）に応じた固定小数点フォーマットの値Ｉ
    （ｐ，ｊ）を生成する、調整係数生成手段と、 ｙ２＝ｙ％ｃを算出する剰余算手段と、 ｘ′をアドレスとして前記第１の記憶手段から読み出し
    たＨ（ｘ′）の値と、前記調整係数生成手段によって生
    成された、ｙ２及びｊに対応するＩ（ｙ２，ｊ）の値
    と、前記第１のシフト手段で得られたｘ１の値とをそれ
    ぞれ乗じた値を出力する乗算手段と、 ｘ≦２∧Ｎの場合に前記乗算手段の出力する値をｙ１に
    応じたビット数分シフトし、ｘ＞２∧Ｎの場合に前記乗
    算手段の出力する値をｙ１とｊとに応じたビット数分シ
    フトする第２のシフト手段と、 を備えた、復号装置。
12. 【請求項１２】 前記調整係数生成手段は、ｐ及びｊを
    アドレスとして、Ｉ（ｐ，ｊ）の値を格納する第２の記
    憶手段を有する、請求項１１に記載の復号装置。
13. 【請求項１３】 ｘ＞２∧Ｎの場合にｊの値が２∧（Ｎ
    ＋（ｊ−１）＜ｘ≦２∧（Ｎ＋ｊ）を満たすように決定
    され、ｘ≦２∧Ｎ以下の場合にｊ＝０となる、請求項１
    １又は１２に記載の復号装置。
14. 【請求項１４】 変数である量子化符号ｘ及びスケール
    ファクタｙを含むビットストリームからｘ，ｙを抽出
    し、ｘ∧（ａ／ｂ）＊２∧（ｙ／ｃ）の演算を行う復号
    装置であって（ａ，ｂ，ｃは整数の定数）、 入力された前記ビットストリームからｘとｙとを分離す
    る分離手段と、 ｘの値を２進数で表現した時の桁数ｋを判定する判定手
    段と、 所定の閾値Ｎについて、（Ｎ−ｋ）の値が正の場合にｘ
    を（Ｎ−ｋ）ビットシフトアップし、（Ｎ−ｋ）の値が
    負の場合にｘを（ｋ−Ｎ）ビットシフトダウンすること
    により、ｘ′の値を算出する、第２の除算手段と、 ｘをｋに応じたビット数分シフトすることにより、固定
    小数点フォーマットの値ｘ１に変換する第１のシフト手
    段と、 ｙ１＝ｉｎｔ（ｙ／ｃ）を算出する第１の除算手段と、 （Ｎ＊（ａ−ｂ）／ｂ）を整数化した値をＭとし、２∧
    （Ｎ−１）≦ｑ＜２∧Ｎを満たす整数ｑの少なくとも下
    位（Ｎ−１）ビットをアドレスとして、ｑ∧（（ａ−
    ｂ）／ｂ）の値をＭに応じたビット数分シフトすること
    によって固定小数点フォーマットにした値Ｈ（ｑ）を格
    納する、第１の記憶手段と、 ０≦ｐ＜ｃを満たす整数ｐのとり得る全ての値、及び、
    ｋのとり得る全ての値について、２∧（ｐ／ｃ）＊２∧
    （（ｋ−Ｎ）／ｂ）に応じた固定小数点フォーマットの
    値Ｉ（ｐ，ｋ）を生成する、調整係数生成手段と、 ｙ２＝ｙ％ｃを算出する剰余算手段と、 ｘ′の少なくとも下位（Ｎ−１）ビットをアドレスとし
    て前記第１の記憶手段から読み出したＨ（ｘ′）の値
    と、ｙ２とｋとに対応して前記調整係数生成手段から読
    み出したＩ（ｙ２，ｋ）の値と、前記第１のシフト手段
    により変換されたｘ１の値とをそれぞれ乗じた値を出力
    する乗算手段と、 前記乗算手段の出力値をｙ１とＭとｋとに応じたビット
    数分シフトする第２のシフト手段と、を備えた、復号装
    置。
15. 【請求項１５】 前記調整係数生成手段は、ｐ及びｋを
    アドレスとして、Ｉ（ｐ，ｋ）の値を格納する第２の記
    憶手段を有する、請求項１４に記載の復号装置。
16. 【請求項１６】 ａ＝４かつｂ＝３かつｃ＝４である、
    請求項３乃至１５のいずれかに記載の復号装置。