JP3123290B2 - 圧縮データ記録装置及び方法、圧縮データ再生方法、記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルオーディオ
信号等をビット圧縮した圧縮データの記録装置及び方
法、その圧縮データの再生方法、記録媒体に関し、特
に、複数のビットレートの圧縮モードで記録するような
装置、手法及び記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本件出願人は、先に、入力されたディジ
タルオーディオ信号をビット圧縮し、所定のデータ量を
記録単位としてバースト的に記録するような技術を、例
えば特願平２−２２１３６４号、特願平２−２２１３６
５号、特願平２−２２２８２１号、特願平２−２２２８
２３号の各明細書及び図面等において提案している。

【０００３】この技術は、記録媒体として光磁気デイス
クを用い、いわゆるＣＤ−Ｉ（ＣＤ−インタラクテイ
ブ）やＣＤ−ＲＯＭ ＸＡのオーディオデータフォーマ
ットに規定されているＡＤ（適応差分）ＰＣＭオーディ
オデータを記録再生するものであり、このＡＤＰＣＭデ
ータの例えば３２セクタ分とインターリーブ処理のため
のリンキング用の数セクタとを記録単位として、光磁気
ディスクにバースト的に記録している。

【０００４】この光磁気デイスクを用いた記録再生装置
におけるＡＤＰＣＭオーディオにはいくつかのモードが
選択可能になっており、例えば通常のいわゆるコンパク
トディスク（ＣＤ）の再生時間に比較して、２倍の圧縮
率でサンプリング周波数が３７．８ｋＨｚのレベルＡ、
４倍の圧縮率でサンプリング周波数が３７．８ｋＨｚの
レベルＢ、８倍の圧縮率でサンプリング周波数が１８．
９ｋＨｚのレベルＣが規定されている。すなわち、例え
ば上記レベルＢの場合には、ディジタルオーディオデー
タが略々１／４に圧縮され、このレベルＢのモードで記
録されたディスクの再生時間（プレイタイム）は、標準
的なＣＤフォーマット（ＣＤ−ＤＡフォーマット）の場
合の４倍となる。これは、より小型のディスクで標準１
２ｃｍと同じ程度の記録再生時間が得られることから、
装置の小型化が図れることになる。

【０００５】ただし、ディスクの回転速度は標準的なＣ
Ｄと同じであるため、例えば上記レベルＢの場合、所定
時間当たりその４倍の再生時間分の圧縮データが得られ
ることになる。このため、例えばセクタやクラスタ等の
時間単位で同じ圧縮データを重複して４回読み出すよう
にし、そのうちの１回分の圧縮データのみをオーディオ
再生にまわすようにしている。具体的には、スパイラル
状の記録トラックを走査（トラッキング）する際に、１
回転毎に元のトラック位置に戻るようなトラックジャン
プを行って、同じトラックを４回ずつ繰り返しトラッキ
ングするような形態で再生動作を進めることになる。こ
れは、例えば４回の重複読み取りの内、少なくとも１回
だけ正常な圧縮データが得られればよいことになり、外
乱等によるエラーに強く、特に携帯用小型機器に適用し
て好ましいものである。

【０００６】さらに将来的には、半導体メモリを記録媒
体として用いることが考えられており、圧縮効率をさら
に高めるためには、追加のビット圧縮が行われる事が望
ましい。具体的には、いわゆるＩＣカードを用いてオー
ディオ信号を記録再生するようなものであり、このＩＣ
カードに対して、ビット圧縮処理された圧縮データを記
録し、再生する。

【０００７】このような半導体メモリを用いたＩＣカー
ド等は、半導体技術の進歩に伴って記録容量の増大や低
価格化が実現されてゆくものであるが、市場に供給され
始めた初期段階では容量が不足気味で、また高価である
ことが考えられる。従って、例えば上記光磁気ディスク
等のような他の安価で大容量の記録媒体からＩＣカード
等に内容を転送して頻繁に書き換えて使用することが充
分考えられる。具体的には、例えば上記光磁気ディスク
に収録されている複数の曲の内、好みの曲をＩＣカード
にダビングするようにし、不要になれば他の曲と入れ換
える。このようにして、ＩＣカードの内容書換えを頻繁
に行うことにより、少ない手持ち枚数のＩＣカードで種
々の曲を戸外等で楽しむことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、オーディオ
信号の記録再生に際しては、多種多様な用途に対して、
必要な帯域幅、雑音対信号特性が異なっている。例えば
高音質のオーディオを必要とする場合には、帯域幅は１
５ｋＨｚから２０ｋＨｚが要求され、信号対雑音特性も
良いことが必要である。これを達成するためのビットレ
ートは割合高くても許容される。通常２５６ｋｂｐｓか
ら６４ｋｂｐｓ／チャネル位のビットレートとなる。

【０００９】これに対して音声信号を主に取り扱う場合
には、帯域幅は５ｋＨｚから７ｋＨｚでよく、信号対雑
音特性もそれほど高い必要はない。しかし、できるだけ
記録再生時間を長くするために、ビットレートは６４ｋ
ｂｐｓから数ｋｂｐｓ程度に下げることが要求される。
このような要求水準の異なる複数の用途に対して満足で
き、できるだけ経済的な負担を小さくした記録再生装置
の提供を行なうことが必要である。しかし、帯域幅の違
う複数のモードを持たせようとすると、今までは複数の
サンプリング周波数をサポートせざるをえず、サンプリ
ング周波数信号発生回路の複雑化、ハードウェア規模の
増大が避けられなかった。また各モードのサンプリング
周波数が異なる場合には、各モード間の情報移動が困難
であり、大容量光磁気ディスク上の高ビットレートモー
ド情報を小容量ＩＣカードに低ビットレートモードで書
き込みを行ないたい時には、一度圧縮モードを完全に解
いて時間軸上の信号に戻し、それから再び低ビッレート
モードで圧縮処理をする必要があったため、処理演算量
が大きくてリアルタイムには難しかった。

【００１０】次に、ビットレートの低いモードになるに
したがって、使えるビットの減少から音質の低下が起こ
る。帯域幅を狭めた場合、圧縮のための周波数分割幅
が、周波数にかかわらず一定の場合には、２０ｋＨｚ帯
域を３２分割した程度では低域の臨界帯域幅１００Ｈｚ
に対して分割帯域幅が７００Ｈｚ程度と大変広いものに
なり、中低域のほとんどで臨界帯域よりも広くなってし
まい、圧縮効率の低下が著しい。またビットレートを下
げたときには、高能率符号のメイン情報とサブ情報の
内、片方にのみ片寄ったビット量削減を行うと、音質の
劣化が著しいものとなる。このためメイン情報のみの削
減ではなく、サブ情報の削減を行う必要が生じる。

【００１１】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであり、第１に複数のビットレートモードを持た
せたいとき、サンプリング周波数信号発生回路の複雑
化、ハードウェア規模の増大を防ぐこと、第２に上記光
磁気ディスク又は光ディスクなどの記録媒体からのビッ
ト圧縮データを上記ＩＣカードなどの他の記録媒体にダ
ビングする場合若しくは、上記ＩＣカードなどの他の記
録媒体からビット圧縮データを再生する場合に少ない演
算量で行うことが可能な圧縮データ記録装置及び方法、
圧縮データ再生方法、記録媒体を提供すること、第３に
低ビットレートモードでの音質低下をできるだけ防止す
ることを目的とするものである。

【００１２】本発明にかかる圧縮データ記録装置は、上
述した目的を達成するために、ディジタル信号を複数の
周波数成分に分解して時間と周波数に関する複数の二次
元ブロック内の信号成分を得る手段と、前記時間と周波
数に関する二次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを設
定する手段と、前記時間と周波数に関する二次元ブロッ
ク毎に量子化して情報圧縮する手段と、前記情報圧縮さ
れた圧縮データ及び前記情報圧縮パラメータを記録する
手段とを具備し、前記記録手段は、少なくとも二つの二
次元ブロックの情報圧縮パラメータをまとめて記録す
る。また、本発明にかかる圧縮データ記録装置は、ディ
ジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割して時間と周
波数に関する複数の二次元ブロック内の信号成分を得る
手段と、前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎の
情報圧縮パラメータを設定する手段と、前記時間と周波
数に関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮する
手段と、前記情報圧縮された圧縮データと前記圧縮パラ
メータを記録する手段とを具備し、前記圧縮手段は、複
数の情報ビットレートの記録するモードを持ち、前記情
報圧縮パラメータ設定手段は、情報圧縮パラメータの個
数が各モードの情報ビットレートに応じて変化する。本
発明にかかる圧縮データ記録方法は、上述した目的を達
成するために、ディジタル信号を複数の周波数帯域成分
に分解し、時間と周波数に関する複数の二次元ブロック
内の信号成分を得、前記時間と周波数に関する二次元ブ
ロック毎の情報圧縮パラメータを設定し、前記時間と周
波数に関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮
し、前記情報圧縮された圧縮データと前記情報圧縮パラ
メータを記録する際に、少なくとも二つの二次元ブロッ
クの情報圧縮パラメータをまとめて記録する。また、本
発明にかかる圧縮データ記録方法は、ディジタル信号を
複数の周波数帯域成分に分解し、時間と周波数に関する
複数の二次元ブロック内の信号成分を得、前記時間と周
波数に関する二次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを
設定し、前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に
量子化して情報圧縮し、前記情報圧縮された圧縮データ
と前記情報圧縮パラメータを記録する圧縮データ記録方
法において、複数の情報ビットレートの記録モードを持
ち、情報圧縮パラメータの個数が各モードの情報ビット
レートに応じて変化する。本発明にかかる記録媒体は、
上述した目的を達成するために、ディジタル信号を被数
の周波数帯域成分に分解し、時間と周波数に関する複数
の二次元ブロック内の信号成分を得、前記時間と周波数
に関する二次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを設定
し、前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に量子
化して情報圧縮することにより生成された情報圧縮され
た圧縮データと前記情報圧縮パラメータを記録し、少な
くとも二つの二次元ブロックの情報圧縮パラメータをま
とめて記録したものである。また、本発明にかかる記録
媒体は、ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解
し、時間と周波数に関する複数の二次元ブロック内の信
号成分を得、前記時間と周波数に関する二次元ブロック
毎の情報圧縮パラメータを設定し、前記時間と周波数に
関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮すること
により生成された情報圧縮された圧縮データと前記情報
圧縮パラメータを記録し、複数の情報ビットレートの記
録モードを持ち、情報圧縮パラメータの個数が各モード
の情報ビットレートに応じて変化させたものである。本
発明にかかる圧縮データ再生方法は、上述した目的を達
成するために、ディジタル信号を複数の周波数帯域成分
に分解し、時間と周波数に関する複数の二次元ブロック
内の信号成分を得、前記時間と周波数に関する二次元ブ
ロック毎の情報圧縮パラメータを設定し、前記時間と周
波数に関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮す
ることにより生成された情報圧縮された圧縮データと前
記情報圧縮パラメータを受け取り、再生信号を前記情報
圧縮された圧縮データと前記情報圧縮パラメータを用い
て再生し、少なくとも二つの二次元ブロックの情報圧縮
パラメータをまとめて記録したものである。また、本発
明にかかる圧縮データ再生方法は、ディジタル信号を複
数の周波数帯域成分に分解し、時間と周波数に関する複
数の二次元ブロック内の信号成分を得、前記時間と周波
数に関する二次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを設
定し、前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に量
子化して情報圧縮することにより生成された情報圧縮さ
れた圧縮データと前記情報圧縮パラメータを受け取り、
再生信号を前記情報圧縮された圧縮データと前記情報圧
縮パラメータを用いて再生し、複数の情報ビットレート
の記録モードを持ち、情報圧縮パラメータの個数が各モ
ードの情報ビットレートに応じて変化させたものであ
る。本発明は、各モードのビットレートの違いにかかわ
らず、同じサンプリング周波数を用いることによって複
数のサンプリング周波数をもった場合に起こるサンプリ
ング周波数信号発生回路の複雑化、ハードウェア規模の
増大を防ぐようにする。

【００１３】また、各モードのサンプリング周波数が異
なる場合には困難であった、各モード間の情報移動が簡
便に行なえ、例えば、大容量光磁気ディスク上の高ビッ
トレートモード情報を小容量ＩＣカードに低ビッレート
モードで書き込みを行ないたい時には、圧縮モードを完
全に解いて時間軸上の信号に戻す必要は全くなく、追加
の処理だけで低ビッレートモード圧縮処理を実現するこ
とができ、処理演算量の増大は最小限で抑えられリアル
タイム処理も可能となる。さらに低ビットレートモード
から少なくともそれより高いビットレートモードへ変換
する場合にはフォーマット変換、要するに符号化データ
の並び変えを行うだけで変換することが出来る。

【００１４】本発明では圧縮データ（符号化データ）の
互換性をなるべく高くするために各ビットレートモード
で直交変換ブロックサイズの構成を等しくすることによ
り、互いに異なるビットレートモード間での変換を時間
軸信号に復元すること無しに高速で行える。また、低ビ
ットレートモードになるほど、時間軸方向、或いは周波
数軸方向で隣接する複数のブロックフローティングのた
めのブロック及び／又は量子化雑音発生ブロックを共通
化することで、ブロックフローティングのためのブロッ
ク及び／又は量子化雑音発生ブロック毎に必要となるい
わゆるスケールファクタ、ワードレングスなどのサブ情
報量を削減している。一般に音響信号は時間軸方向、周
波数軸方向共に高い相関を持っているので、上記ブロッ
クフローティングのためのブロック及び／又は量子化雑
音発生ブロックを共通化しても音質への影響は少なく、
時間的に非定常な信号の場合には直交変換ブロックサイ
ズを可変にすることで圧縮効率の低下を防いでいる。削
減されたサブ情報分のビットはメイン情報へと追加する
ことできる。

【００１５】また、全てのモードにおいて、量子化雑音
のコントロールの為の周波数分割幅が、周波数にかかわ
らず一定の場合には、２０ｋＨｚ帯域を３２分割した程
度では低域の臨界帯域幅１００Ｈｚに対して７００Ｈｚ
程度と大変広いものになり、中低域で臨界帯域よりも狭
くなってしまい、効率の低下が著しい。本発明では、量
子化雑音のコントロールの為の周波数分割幅を、臨界帯
域幅に近くなるように少なくともほとんどの周波数分割
帯域で周波数が高くなるほど広くなるように選定する。

【００１６】上記光磁気デイスクなどの記録媒体からの
ビット圧縮データを上記ＩＣカードなどの他の記録媒体
にダビングする場合、少なくとも完全にビット伸張を行
ってしまわず、そのまま若しくは追加圧縮を行なってダ
ビングする。追加圧縮の場合は信号の変換は一切行わず
に、周波数軸上でビットの再配分、再量子化等を行い、
複数のサブ情報を共通化して記録する。

【００１７】本発明によれば、１種類のサンプリング周
波数を用いることによって、複数のサンプリング周波数
をもった場合に起こるサンプリング周波数信号発生回路
の複雑化、ハードウェア規模の増大を防ぐことが可能と
なる。また、ビットレートの異なるモード間の情報移動
がサンプリング周波数変換などの複雑な操作無しで簡便
に行え、大容量光磁気ディスク上の高ビットレートモー
ド情報を小容量ＩＣカードに低ビットレートモードで書
き込みを行いたい時には、追加の処理だけで低ビットレ
ートモード圧縮処理を実現することができ、処理演算量
の増大は最小限で抑えられリアルタイム処理も可能とな
る。また、本発明によれば、ビットレートの低いモード
での音質の低下を防ぐことができるようになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１９】先ず、図１は、本発明に係る一実施例の概
略構成を示すブロック回線図である。

【００２０】この図１の記録再生装置は、一の記録媒体
である光磁気ディスク１の記録再生ユニットと、他の記
録媒体であるＩＣカード２の記録ユニットとの２つのユ
ニットを１つのシステムに組んで構成されている。この
光磁気ディスク記録再生ユニット側の再生系で再生され
た信号を上記ＩＣカード記録ユニットで記録する際に
は、上記再生系の光磁気ディスク１より光学ヘッド５３
にて読み取られ、デコーダ７１に送られてＥＦＭ復調や
デインターリーブ処理や誤り訂正処理等が施された再生
圧縮データ（ＡＴＣオーディオデータ）が、上記ＩＣカ
ード記録ユニットのメモリ８５に送られ、このメモリ８
５に対してエントロピ符号化等の追加処理を行う追加圧
縮器８４による可変ビットレート符号化処理窓の追加処
理が施され、ＩＣカードインターフェース回路８６を介
してＩＣカード２に記録される。このように、再生され
た圧縮データは、ＡＴＣデコーダ７３による伸張処理を
受ける前の圧縮状態のままで記録系に送られ、ＩＣカー
ド２に記録される。

【００２１】ところで、通常の（オーディオ聴取のため
の）再生時には、記録媒体（光磁気ディスク１）から間
歇的あるいはバースト的に所定データ量単位（例えば３
２セクタ＋数セクタ）で圧縮データを読み出し、これを
伸張して連続的なオーディオ信号に変換しているが、い
わゆるダビング時には、媒体上の圧縮データを連続的に
読み取って記録系に送って記録している。これによっ
て、データ圧縮率に応じた高速の（短時間の）ダビング
が行える。

【００２２】以下、図１の具体的な構成について詳細に
説明する。図１に示す圧縮データ記録及び／又は再生装
置の光磁気ディスク記録再生ユニットにおいて、先ず記
録媒体としては、スピンドルモータ５１により回転駆動
される光磁気ディスク１が用いられる。光磁気ディスク
１に対するデータの記録時には、例えば光学ヘッド５３
によりレーザ光を照射した状態で記録データに応じた変
調磁界を磁気ヘッド５４により印加することによって、
いわゆる磁界変調記録を行い、光磁気ディスク１の記録
トラックに沿ってデータを記録する。また再生時には、
光磁気ディスク１の記録トラックを光学ヘッド５３によ
りレーザ光でトレースして磁気光学的に再生を行う。

【００２３】以下、上記記録再生機を主として説明す
る。光学ヘッド５３は、例えば、レーザダイオード等の
レーザ光源、コリメータレンズ、対物レンズ、偏光ビー
ムスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学部品及び
所定パターンの受光部を有するフォトディテクタ等から
構成されている。この光学ヘッド５３は、光磁気ディス
ク１を介して上記磁気ヘッド５４と対向する位置に設け
られている。光磁気ディスク１にデータを記録するとき
には、後述する記録系のヘッド駆動回路６６により磁気
ヘッド５４を駆動して記録データに応じた変調磁界を印
加すると共に、光学ヘッド５３により光磁気ディスク１
の目的トラックにレーザ光を照射することによって、磁
界変調方式により熱磁気記録を行う。またこの光学ヘッ
ド５３は、目的トラックに照射したレーザ光の反射光を
検出し、例えばいわゆる非点収差法によりフォーカスエ
ラーを検出し、例えばいわゆるプッシュプル法によりト
ラッキングエラーを検出する。光磁気ディスク１からデ
ータを再生するとき、光学ヘッド５３は上記フォーカス
エラーやトラッキングエラーを検出すると同時に、レー
ザ光の目的トラックからの反射光の偏光角（カー回転
角）の違いを検出して再生信号を生成する。

【００２４】光学ヘッド５３の出力は、ＲＦ回路５５に
供給される。このＲＦ回路５５は、光学ヘッド５３の出
力から上記フォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号を抽出してサーボ制御回路５６に供給するととも
に、再生信号を２値化して後述する再生系のデコーダ７
１に供給する。

【００２５】サーボ制御回路５６は、例えばフォーカス
サーボ制御回路やトラッキングサーボ制御回路、スピン
ドルモータサーボ制御回路、スレッドサーボ制御回路等
から構成される。上記フォーカスサーボ制御回路は、上
記フォーカスエラー信号がゼロになるように、光学ヘッ
ド５３の光学系のフォーカス制御を行う。また上記トラ
ッキングサーボ制御回路は、上記トラッキングエラー信
号がゼロになるように光学ヘッド５３の光学系のトラッ
キング制御を行う。さらに上記スピンドルモータサーボ
制御回路は、光磁気ディスク１を所定の回転速度（例え
ば一定線速度）で回転駆動するようにスピンドルモータ
５１を制御する。また、上記スレッドサーボ制御回路
は、システムコントローラ５７により指定される光磁気
ディスク１の目的トラック位置に光学ヘッド５３及び磁
気ヘッド５４を移動させる。このような各種制御動作を
行うサーボ制御回路５６は、該サーボ制御回路５６によ
り制御される各部の動作状態を示す情報をシステムコン
トローラ５７に送る。

【００２６】システムコントローラ５７にはキー入力操
作部５８や表示部５９が接続されている。このシステム
コントローラ５７は、キー入力操作部５８による操作入
力情報により指定される動作モードで記録系及び再生系
の制御を行う。またシステムコントローラ７は、光磁気
ディスク１の記録トラックからヘッダータイムやサブコ
ードのＱデータ等により再生されるセクタ単位のアドレ
ス情報に基づいて、光学ヘッド５３及び磁気ヘッド５４
がトレースしている上記記録トラック上の記録位置や再
生位置を管理する。さらにシステムコントローラ５７
は、キー入力操作部５８により切換選択された後述する
ＡＴＣ(Adaptive Transform Coding）エンコーダ６３で
のビット圧縮モード情報や、ＲＦ回路５５から後述する
再生系を介して得られる再生データ内のビット圧縮モー
ド情報に基づいて、このビット圧縮モードを表示部５９
に表示させると共に、該ビット圧縮モードにおけるデー
タ圧縮率と上記記録トラック上の再生位置情報とに基づ
いて表示部５９に再生時間を表示させる制御を行う。

【００２７】この再生時間表示は、光磁気ディスク１の
記録トラックからいわゆるヘッダータイムやいわゆるサ
ブコードＱデータ等により再生されるセクタ単位のアド
レス情報（絶対時間情報）に対し、上記ビット圧縮モー
ドにおけるデータ圧縮率の逆数（例えば１／４圧縮のと
きには４）を乗算することにより、実際の時間情報を求
め、これを表示部９に表示させるものである。なお、記
録時においても、例えば光磁気ディスク等の記録トラッ
クに予め絶対時間情報が記録されている（プリフォーマ
ットされている）場合に、このプリフォーマットされた
絶対時間情報を読み取ってデータ圧縮率の逆数を乗算す
ることにより、現在位置を実際の記録時間で表示させる
ことも可能である。

【００２８】次にこのディスク記録再生装置の記録再生
機の記録系において、入力端子６０からのアナログオー
ディオ入力信号ＡINがローパスフィルタ６１を介してＡ
／Ｄ変換器６２に供給され、このＡ／Ｄ変換器６２は上
記アナログオーディオ入力信号ＡINを量子化する。Ａ／
Ｄ変換器６２から得られたディジタルオーディオ信号
は、ＡＴＣエンコーダ６３に供給される。また、入力端
子６７からのディジタルオーディオ入力信号ＤINがディ
ジタル入力インターフェース回路６８を介してＡＴＣエ
ンコーダ６３に供給される。ＡＴＣエンコーダ６３は、
上記入力信号ＡINを上記Ａ／Ｄ変換器６２により量子化
した所定転送速度のディジタルオーディオＰＣＭデータ
について、表１に示すＡＴＣ方式における各種モードに
対応するビット圧縮（データ圧縮）処理を行うもので、
上記システムコントローラ５７により動作モードが指定
されるようになっている。例えばＢモードでは、サンプ
リング周波数が４４．１ｋＨｚでビットレートが６４ｋ
ｂｐｓの圧縮データ（ＡＴＣデータ）とされ、メモリ６
４に供給される。このＢモードのステレオモードでのデ
ータ転送速度は、上記標準のＣＤ−ＤＡのフオーマツト
のデータ転送速度（７５セクタ／秒）の１／８（9.375
セクタ／秒）に低減されている。

【００２９】

【表１】

【００３０】ここで図１の実施例においては、Ａ／Ｄ変
換器６２のサンプリング周波数が例えば上記標準的なＣ
Ｄ−ＤＡフォーマットのサンプリング周波数である４
４．１ｋＨｚに固定されており、ＡＴＣエンコーダ１３
においてもサンプリング周波数は維持され、ビット圧縮
処理が施されるようなものを想定している。この時低ビ
ットレートモードになるほど、信号通過帯域は狭くして
行くので、それに応じてローパスフィルタ６１のカット
オフ周波数も切換制御する。すなわち、上記圧縮モード
に応じてＡ／Ｄ変換器６２のローパスフィルタ６１のカ
ットオフ周波数を同時に切換制御するようにすればよ
い。

【００３１】次に、メモリ６４は、データの書き込み及
び読み出しがシステムコントローラ５７により制御さ
れ、ＡＴＣエンコーダ６３から供給されるＡＴＣデータ
を一時的に記憶しておき、必要に応じてディスク上に記
録するためのバッファメモリとして用いられている。す
なわち、例えば上記Ｂモードのステレオのモードにおい
て、ＡＴＣエンコーダ６３から供給される圧縮オーディ
オデータは、そのデータ転送速度が、標準的なＣＤ−Ｄ
Ａフォーマットのデータ転送速度（７５セクタ／秒）の
１／８、すなわち９．３７５セクタ／秒に低減されてお
り、この圧縮データがメモリ６４に連続的に書き込まれ
る。この圧縮データ（ＡＴＣデータ）は、前述したよう
に８セクタにつき１セクタの記録を行えば足りるが、こ
のような８セクタおきの記録は事実上不可能に近いた
め、後述するようなセクタ連続の記録を行うようにして
いる。この記録は、休止期間を介して、所定の複数セク
タ（例えば３２セクタ＋数セクタ）から成るクラスタを
記録単位として、標準的なＣＤ−ＤＡフォーマットと同
じデータ転送速度（７５セクタ／秒）でバースト的に行
われる。すなわちメモリ６４においては、上記ビット圧
縮レートに応じた９．３７５（＝７５／８）セクタ／秒
の低い転送速度で連続的に書き込まれたＢモードでステ
レオモードのＡＴＣオーディオデータが、記録データと
して上記７５セクタ／秒の転送速度でバースト的に読み
出される。この読み出されて記録されるデータについ
て、記録休止期間を含む全体的なデータ転送速度は、上
記９．３７５セクタ／秒の低い速度となっているが、バ
ースト的に行われる記録動作の時間内での瞬時的なデー
タ転送速度は上記標準的な７５セクタ／秒となってい
る。従って、ディスク回転速度が標準的なＣＤ−ＤＡフ
ォーマットと同じ速度（一定線速度）のとき、該ＣＤ−
ＤＡフォーマットと同じ記録密度、記憶パターンの記録
が行われることになる。

【００３２】メモリ６４から上記７５セクタ／秒の（瞬
時的な）転送速度でバースト的に読み出されたＡＴＣオ
ーディオデータすなわち記録データは、エンコーダ６５
に供給される。ここで、メモリ６４からエンコーダ６５
に供給されるデータ列において、１回の記録で連続記録
される単位は、複数セクタ（例えば３２セクタ）から成
るクラスタ及び該クラスタの前後位置に配されたクラス
タ接続用の数セクタとしている。このクラスタ接続用セ
クタは、エンコーダ６５でのインターリーブ長より長く
設定しており、インターリーブされても他のクラスタの
データに影響を与えないようにしている。

【００３３】エンコーダ６５は、メモリ６４から上述し
たようにバースト的に供給される記録データについて、
エラー訂正のための符号化処理（パリテイ付加及びイン
ターリーブ処理）やＥＦＭ符号化処理などを施す。この
エンコーダ６５による符号化処理の施された記録データ
が磁気ヘッド駆動回路６６に供給される。この磁気ヘッ
ド駆動回路６６は、磁気ヘッド５４が接続されており、
上記記録データに応じた変調磁界を光磁気ディスク１に
印加するように磁気ヘッド５４を駆動する。

【００３４】また、システムコントローラ５７は、メモ
リ６４に対する上述の如きメモリ制御を行うとともに、
このメモリ制御によりメモリ６４からバースト的に読み
出される上記記録データを光磁気ディスク１の記録トラ
ックに連続的に記録するように記録位置の制御を行う。
この記録位置の制御は、システムコントローラ５７によ
りメモリ６４からバースト的に読み出される上記記録デ
ータの記録位置を管理して、光磁気ディスク１の記録ト
ラック上の記録位置を指定する制御信号をサーボ制御回
路５６に供給することによって行われる。

【００３５】次に、この光磁気ディスク記録再生ユニッ
トの再生系について説明する。この再生系は、上述の記
録系により光磁気ディスク１の記録トラック上に連続的
に記録された記録データを再生するためのものであり、
光学ヘッド５３によって光磁気ディスク１の記録トラッ
クをレーザ光でトレースすることにより得られる再生出
力がＲＦ回路５５により２値化されて供給されるデコー
ダ７１を備えている。この時光磁気ディスクのみではな
く、コンパクトディスク（CompactDisc)と同じ再生専用
光ディスクの読み出しも行なうことができる。

【００３６】デコーダ７１は、上述の記録系におけるエ
ンコーダ６５に対応するものであって、ＲＦ回路５５に
より２値化された再生出力について、エラー訂正のため
の上述の如き復号化処理やＥＦＭ復号化処理などの処理
を行い上述のＢモードのステレオモードＡＴＣオーディ
オデータを、該Ｂモードのステレオモードにおける正規
の転送速度よりも早い７５セクタ／秒の転送速度で再生
する。このデコーダ７１により得られる再生データは、
メモリ７２に供給される。

【００３７】メモリ７２は、データの書き込み及び読み
出しがシステムコントローラ５７により制御され、デコ
ーダ７１から７５セクタ／秒の転送速度で供給される再
生データがその７５セクタ／秒の転送速度でバースト的
に書き込まれる。また、このメモリ７２は、上記７５セ
クタ／秒の転送速度でバースト的に書き込まれた上記再
生データがＢモードのステレオモードの正規の９．３７
５セクタ／秒の転送速度で連続的に読み出される。

【００３８】システムコントローラ５７は、再生データ
をメモリ７２に７５セクタ／秒の転送速度で書き込むと
ともに、メモリ７２から上記再生データを上記９．３７
５セクタ／秒の転送速度で連続的に読み出すようなメモ
リ制御を行う。また、システムコントローラ５７は、メ
モリ７２に対する上述の如きメモリ制御を行うととも
に、このメモリ制御によりメモリ７２からバースト的に
書き込まれる上記再生データを光磁気ディスク１の記録
トラックから連続的に再生するように再生位置の制御を
行う。この再生位置の制御は、システムコントローラ５
７によりメモリ７２からバースト的に読み出される上記
再生データの再生位置を管理して、光磁気ディスク１若
しくは光ディスク１の記録トラック上の再生位置を指定
する制御信号をサーボ制御回路５６に供給することによ
って行われる。

【００３９】メモリ７２から９．３７５セクタ／秒の転
送速度で連続的に読み出された再生データとして得られ
るＢモードのステレオモードＡＴＣオーディオデータ
は、ＡＴＣデコーダ７３に供給される。このＡＴＣデコ
ーダ７３は、上記記録系のＡＴＣエンコーダ６３に対応
するもので、システムコントローラ５７により動作モー
ドが指定されて、例えば上記Ｂモードのステレオモード
ＡＴＣデータを８倍にデータ伸張（ビット伸張）するこ
とで１６ビットのディジタルオーディオデータを再生す
る。このＡＴＣデコーダ７３からのディジタルオーディ
オデータは、Ｄ／Ａ変換器７４に供給される。

【００４０】Ｄ／Ａ変換器７４は、ＡＴＣデコーダ７３
から供給されるディジタルオーディオデータをアナログ
信号に変換して、アナログオーディオ出力信号ＡOUT を
形成する。このＤ／Ａ変換器７４により得られるアナロ
グオーディオ信号ＡOUT は、ローパスフィルタ７５を介
して出力端子７６から出力される。

【００４１】次に、この圧縮データ記録及び又は再生装
置の上記ＩＣカード記録ユニットについて説明する。入
力端子８１からのアナログオーディオ入力信号ＡINがロ
ーパスフィルタ８２を介してＡ／Ｄ変換器８３に供給さ
れて量子化される。Ａ／Ｄ変換器６２から得られたディ
ジタルオーディオ信号は、可変ビットレート符号化器の
一種であるいわゆるエントロピ符号化等を行う追加圧縮
器８４に送られてエントロピ符号化等の処理をされる。
この処理は、メモリ８５に対するデータの読み書きを伴
いながら実行される。エントロピ符号化等を行う追加圧
縮器８４からの可変ビットレート圧縮符号化されたデー
タは、ＩＣカードインターフェース回路８６を介してＩ
Ｃカード２に記録される。勿論、本発明においては、エ
ントロピ符号等の可変ビットレート圧縮は行なわない
が、直交変換サイズを大きくしたり、サブ情報を持つ周
波数軸上のブロックフローティングの為のブロック及び
又は量子化雑音発生ブロックの周波数幅を広げること
で、より低いビットレートの定ビットレートでの記録を
行っても良い。

【００４２】ここで、上記光磁気ディスク記録再生ユニ
ットの再生系のデコーダ７１からの圧縮データ（ＡＴＣ
データ）が、伸張されずにそのまま上記ＩＣカード記録
ユニットのメモリ８５に送られるようになっている。こ
のデータ転送は、いわゆる高速ダビング時にシステムコ
ントローラ５７がメモリ８５等を制御することによって
行われる。なお、メモリ７２からの圧縮データをメモリ
８５に送るようにしてもよい。ビットレートモードを変
えて、ビットレートをさげて光磁気ディスクもしくは光
ディスクからＩＣカードに記録することは、記録容量当
たりの価格が高いICカードへの記録に適している。この
ことはビットレートモードの如何に拘わらずサンプリン
グ周波数が同一であることが不必要なサンプリング周波
数変換を伴わず、好都合となる。実際の追加圧縮は追加
圧縮器８４で行なうこととなる。

【００４３】次に、いわゆる高速ディジタルダビング動
作について説明する。先ず、いわゆる高速ディジタルダ
ビング時には、キー入力操作部５８のダビング操作キー
等を操作することにより、システムコントローラ５７が
所定の高速ダビング制御処理動作を実行する。具体的に
は、上記デコーダ７１からの圧縮データをそのままＩＣ
カード記録系のメモリ８５に送り、エントロピ符号化等
を行う追加圧縮器８４により可変ビットレート符号化を
施して、ＩＣカードインターフェース回路８６を介して
ＩＣカード２に記録する。ここで、光磁気ディスク１に
例えば上記ＢモードのステレオモードＡＴＣデータが記
録されている場合には、デコーダ７１からは８倍の圧縮
データが連続的に読み出されることになる。

【００４４】従って、上記高速ダビング時には、光磁気
ディスク１から実時間で８倍（上記Ｂモードのステレオ
モードの場合）の時間に相当する圧縮データが連続して
得られることになり、これがそのままエントロピ符号化
や低ビットレートの一定ビットレート化されてＩＣカー
ド２に記録されるから、８倍の高速ダビングが実現でき
る。なお圧縮モードが異なればダビング速度の倍率も異
なってくる。また、圧縮の倍率以上の高速でダビングを
行わせるようにしてもよい。この場合には、光磁気ディ
スク１を定常速度の何倍かの速度で高速回転駆動する。

【００４５】ところで、上記光磁気ディスク１には、図
２に示すように、一定ビットレートでビット圧縮符号化
されたデータが記録されると同時に、該データを追加圧
縮伸張ブロック３で可変ビット圧縮符号化した際のデー
タ量（すなわちＩＣカード２内に記録するために必要と
されるデータ記録容量）の情報が記録されている。こう
することによって、例えば光磁気ディスク１に記録され
ている曲の内、ＩＣカード２に記録可能な曲数や曲の組
合せ等を、これらのデータ量情報を読み取ることにより
即座に知ることができる。もちろん可変ビットレートモ
ードではなく、固定ビットレートのより低ビットレート
モードへの追加圧縮操作を追加圧縮伸張ブロック８４で
行なうこともできる。

【００４６】また逆に、ＩＣカード２内には、可変ビッ
トレートでビット圧縮符号化されたデータのみならず、
一定ビットレートでビット圧縮符号化したデータのデー
タ量情報も記録しておくことにより、ＩＣカード２から
光磁気ディスク１に曲等のデータを送って記録する際の
データ量を迅速に知ることができる。もちろん、ＩＣカ
ード２内には、可変ビットレートでビット圧縮符号化さ
れたデータのみならず、一定ビットレートでビット圧縮
符号化したデータを記録することもできる。

【００４７】ここで、図３は、上記図１に示す構成の圧
縮データ記録及び又は再生装置５の正面外観を示してお
り、光磁気ディスクまたは光ディスク挿入部６とＩＣカ
ード挿入スロツト７とが設けられている。もちろんディ
スクとＩＣカードとは別々のセットになっていてその間
をケーブルで信号伝送するようにしてもよい。

【００４８】次に、高能率圧縮符号化について詳述す
る。すなわち、オーディオＰＣＭ信号等の入力ディジタ
ル信号を、帯域分割符号化（ＳＢＣ）、適応変換符号化
（ＡＴＣ）及び適応ビット割当ての各技術を用いて高能
率符号化する技術について、図４以降を参照しながら説
明する。

【００４９】図４に示す具体的な高能率符号化装置で
は、まず、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域に分
割すると共に、最低域の隣接した２帯域の帯域幅は同じ
で、より高い周波数帯域では高い周波数帯域ほどバンド
幅を広く選定し、各周波数帯域毎に直交変換を行って、
得られた周波数軸のスペクトルデータを、低域では、後
述する人間の聴覚特性を考慮したいわゆる臨界帯域幅
（クリティカルバンド）毎に、中高域ではブロックフロ
ーティング効率を考慮して臨界帯域幅を細分化した帯域
毎に、適応的にビット割当して符号化している。通常こ
のブロックが量子化雑音発生ブロックとなる。さらに、
本発明実施例においては、直交変換の前に入力信号に応
じて適応的にブロックサイズ（ブロック長）を変化させ
ると共に、該ブロック単位でフローティング処理を行っ
ている。

【００５０】すなわち、図４において、入力端子１００
には例えばサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの時、
０〜２２ｋＨｚのオーディオＰＣＭ信号が供給されてい
る。この入力信号は、例えばいわゆるＱＭＦフィルタ等
の帯域分割フィルタ１０１により０〜１１ｋＨｚ帯域と
１１ｋ〜２２ｋＨｚ帯域（高域）とに分割され、０〜１
１ｋＨｚ帯域の信号は同じくいわゆるＱＭＦフィルタ等
の帯域分割フィルタ１０２により０〜５．５ｋＨｚ帯域
（低域）と５．５ｋ〜１１ｋＨｚ帯域（中域）とに分割
される。帯域分割フィルタ１０１、１０２からの各帯域
の信号は直交変換ブロックサイズ決定回路１０６に送ら
れ、各帯域毎にブロックサイズが決定される。ここで直
交変換ブロックサイズ決定回路１０６において、ブロッ
クサイズの長さは例えば１１．６ｍｓの長さを基本と
し、これが最大ブロックサイズとなる。信号が時間的に
準定常的である場合には直交変換ブロックサイズを１
１．６ｍｓと最大に選択することによって、周波数分解
能を高め、信号が時間的に非定常的である場合には、１
１ｋＨｚ以下の帯域では直交変換ブロックサイズをさら
に４分割とし、１１ｋＨｚ以上の帯域では直交変換ブロ
ックサイズを８分割とすることにより、時間分解能を高
める。

【００５１】ここで上述した入力ディジタル信号を複数
の周波数帯域に分割する手法としては、例えばＱＭＦフ
ィルタがあり、1976 R.E.Crochiere Digital coding
ofspeech in subbands Bell Syst.Tech. J. Vol.55,No.
8 1976に、述べられている。またICASSP 83,BOSTON Pol
yphase Quadrature filters-A new subbandcodingtechn
ique Joseph H. Rothweiler には等バンド幅のフィルタ
ー分割手法が述べられている。

【００５２】再び、図４において、帯域分割フィルタ１
０１及び１０２の出力は各帯域の信号毎にそれぞれ各直
交変換回路１０３、１０４、１０５に供給される。同時
に上記直交変換サイズ決定回路１０６において決定され
たブロックサイズは各直交変換回路１０３、１０４、１
０５に供給され、上記フィルタ出力はこのブロックサイ
ズに応じてブロック化され、直交変換処理される。図５
は直交変換ブロックサイズを示したものであり、低域及
び中域では１１．６ｍｓ（ロングモード）か２．９ｍｓ
（ショートモード）のどちらかを選択し、高域では１
１．６ｍｓ（ロングモード）か１．４５ｍｓ（ショート
モード）のどちらかを選択する。決定された直交変換ブ
ロックサイズ情報は端子１１１から取り出され、復号化
回路へ送られる。

【００５３】ここで、上述した直交変換としては、例え
ば、入力オーディオ信号を所定単位時間（フレーム）で
ブロック化し、当該ブロック毎に高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、変更離散コサイ
ン変換（ＭＤＣＴ）等を行うことで時間軸を周波数軸に
変換するような直交変換がある。ＭＤＣＴについてはIC
ASSP 1987 Subband/Transform Coding Using Filter Ba
nk Designs BasedonTime Domain Aliasing Cancellatio
n J.P.Princen A.B.Bradley Univ. ofSurreyRoyal Melb
ourne Inst.of Tech. に述べられている。

【００５４】ビット配分算出回路１０７は、上記クリテ
ィカルバンド及びブロックフローティングを考慮して分
割されたスペクトルデータに基づき、いわゆるマスキン
グ効果等を考慮してクリティカルバンド及びブロックフ
ローティングを考慮した各分割帯域毎のマスキング量を
求め、このマスキング量とクリティカルバンド及びブロ
ックフローティングを考慮した各分割帯域毎のエネルギ
あるいはピーク値等に基づいて、各帯域毎に割当ビット
数を求める。適応ビット割当符号化回路１０８では、上
記ビット配分算出回路１０７で各帯域毎に割り当てられ
たビット数に応じて各スペクトルデータ（あるいはＭＤ
ＣＴ係数データ）を再量子化するようにしている。この
ようにして符号化されたデータは、出力端子１１０を介
して取り出される。

【００５５】次に、図６は上記ビット配分算出回路１０
７の一具体例の概略構成を示すブロック回路図である。
この図６において、入力端子２１には、上記各直交変換
回路１０３、１０４、１０５からの周波数軸上のスペク
トルデータが供給されている。

【００５６】この周波数軸上の入力データは、帯域毎の
エネルギ算出回路２２に送られて、上記マスキング量と
クリティカルバンド及びブロックフローティングを考慮
した各分割帯域のエネルギが、例えば当該バンド内での
各振幅値の総和を計算すること等により求められる。こ
の各バンド毎のエネルギの代わりに、振幅値のピーク
値、平均値等が用いられることもある。このエネルギ算
出回路２２からの出力として、例えば各バンドの総和値
のスペクトルを図７にＳＢとして示している。ただし、
この図７では、図示を簡略化するため、上記マスキング
量とクリティカルバンド及びブロックフローティングを
考慮した分割帯域数を１２バンド（Ｂ1 〜Ｂ１２）で表
現している。

【００５７】ここで、上記スペクトルＳＢのいわゆるマ
スキングに於ける影響を考慮するために、該スペクトル
ＳＢに所定の重み付け関数を掛けて加算するような畳込
み（コンボリユーション）処理を施す。このため、上記
帯域毎のエネルギ算出回路２２の出力すなわち該スペク
トルＳＢの各値は、畳込みフィルタ回路２３に送られ
る。該畳込みフィルタ回路２３は、例えば、入力データ
を順次遅延させる複数の遅延素子と、これら遅延素子か
らの出力にフィルタ係数（重み付け関数）を乗算する複
数の乗算器（例えば各バンドに対応する２５個の乗算
器）と、各乗算器出力の総和をとる総和加算器とから構
成されるものである。この畳込み処理により、図７中点
線で示す部分の総和がとられる。なお、上記マスキング
とは、人間の聴覚上の特性により、ある信号によって他
の信号がマスクされて聞こえなくなる現象をいうもので
あり、このマスキング効果には、時間軸上のオーデイオ
信号による時間軸マスキング効果と、周波数軸上の信号
による同時刻マスキング効果とがある。これらのマスキ
ング効果により、マスキングされる部分にノイズがあっ
たとしても、このノイズは聞こえないことになる。この
ため、実際のオーデイオ信号では、このマスキングされ
る範囲内のノイズは許容可能なノイズとされる。

【００５８】ここで、上記畳込みフィルタ回路２３の各
乗算器の乗算係数（フィルタ係数）の一具体例を示す
と、任意のバンドに対応する乗算器Ｍの係数を１とする
とき、乗算器Ｍ−１で係数０．１５を、乗算器Ｍ−２で
係数０．００１９を、乗算器Ｍ−３で係数０．００００
０８６を、乗算器Ｍ＋１で係数０．４を、乗算器Ｍ＋２
で係数０．０６を、乗算器Ｍ＋３で係数０．００７を各
遅延素子の出力に乗算することにより、上記スペクトル
ＳＢの畳込み処理が行われる。ただし、Ｍは１〜２５の
任意の整数である。

【００５９】次に、上記畳込みフィルタ回路２３の出力
は引算器２４に送られる。該引算器２４は、上記畳込ん
だ領域での後述する許容可能なノイズレベルに対応する
レベルαを求めるものである。なお、当該許容可能なノ
イズレベル（許容ノイズレベル）に対応するレベルα
は、後述するように、逆コンボリユーション処理を行う
ことによって、クリティカルバンドの各バンド毎の許容
ノイズレベルとなるようなレベルである。ここで、上記
引算器２４には、上記レベルαを求めるための許容関数
（マスキングレベルを表現する関数）が供給される。こ
の許容関数を増減させることで上記レベルαの制御を行
っている。当該許容関数は、次に説明するような（ｎ−
ａｉ）関数発生回路２５から供給されているものであ
る。

【００６０】すなわち、許容ノイズレベルに対応するレ
ベルαは、クリティカルバンドの低域から順に与えられ
る番号をｉとすると、次の（１）式で求めることができ
る。 α＝Ｓ−（ｎ−ａｉ） ・・・（１） この（１）式において、ｎ，ａは定数でａ＞０、Ｓは畳
込み処理されたバークスペクトルの強度であり、（１）
式中（ｎ−ａｉ）が許容関数となる。本実施例ではｎ＝
３８，ａ＝１としており、この時の音質劣化はなく、良
好な符号化が行えた。

【００６１】このようにして、上記レベルαが求めら
れ、このデータは、割算器２６に伝送される。当該割算
器２６では、上記畳込みされた領域での上記レベルαを
逆コンボリユーションするためのものである。したがっ
て、この逆コンボリユーション処理を行うことにより、
上記レベルαからマスキングスペクトルが得られるよう
になる。すなわち、このマスキングスペクトルが許容ノ
イズスペクトルとなる。なお、上記逆コンボリユーショ
ン処理は、複雑な演算を必要とするが、本実施例では簡
略化した割算器２６を用いて逆コンボリユーションを行
っている。

【００６２】次に、上記マスキングスペクトルは、合成
回路２７を介して減算器２８に伝送される。ここで、当
該減算器２８には、上記帯域毎のエネルギ算出回路２２
からの出力、すなわち前述したスペクトルＳＢが、遅延
回路２９を介して供給されている。したがって、この減
算器２８で上記マスキングスペクトルとスペクトルＳＢ
との減算演算が行われることで、図８に示すように、上
記スペクトルＳＢは、該マスキングスペクトルＭＳのレ
ベルで示すレベル以下がマスキングされることになる。

【００６３】当該減算器２８からの出力は、許容雑音補
正回路３０を介し、出力端子３１を介して取り出され、
例えば割当てビット数情報が予め記憶されたＲＯＭ等
（図示せず）に送られる。このＲＯＭ等は、上記減算回
路２８から許容雑音補正回路３０を介して得られた出力
（上記各バンドのエネルギと上記ノイズレベル設定手段
の出力との差分のレベル）に応じ、各バンド毎の割当ビ
ット数情報を出力する。この割当ビット数情報が上記適
応ビット割当符号化回路１０８に送られることで、直交
変換回路１０３、１０４、１０５からの周波数軸上の各
スペクトルデータがそれぞれのバンド毎に割り当てられ
たビット数で量子化されるわけである。

【００６４】すなわち要約すれば、適応ビット割当符号
化回路１０８では、上記マスキング量とクリティカルバ
ンド及びブロックフローティングを考慮した各分割帯域
のエネルギと上記ノイズレベル設定手段の出力との差分
のレベルに応じて割当てられたビット数で上記各バンド
毎のスペクトルデータを量子化することになる。なお、
遅延回路２９は上記合成回路２７以前の各回路での遅延
量を考慮してエネルギ検出回路２２からのスペクトルＳ
Ｂを遅延させるために設けられている。

【００６５】ところで、上述した合成回路２７での合成
の際には、最小可聴カーブ発生回路３２から供給される
図９に示すような人間の聴覚特性であるいわゆる最小可
聴カーブＲＣを示すデータと、上記マスキングスペクト
ルＭＳとを合成することができる。この最小可聴カーブ
において、雑音絶対レベルがこの最小可聴カーブ以下な
らば該雑音は聞こえないことになる。この最小可聴カー
ブは、コーディングが同じであっても例えば再生時の再
生ボリユームの違いで異なるものとなるが、現実的なデ
ィジタルシステムでは、例えば１６ビットダイナミック
レンジへの音楽の入り方にはさほど違いがないので、例
えば４ｋＨｚ付近の最も耳に聞こえやすい周波数帯域の
量子化雑音が聞こえないとすれば、他の周波数帯域では
この最小可聴カーブのレベル以下の量子化雑音は聞こえ
ないと考えられる。したがって、このように例えばシス
テムの持つワードレングスの４ｋＨｚ付近の雑音が聞こ
えない使い方をすると仮定し、この最小可聴カーブＲＣ
とマスキングスペクトルＭＳとを共に合成することで許
容ノイズレベルを得るようにすると、この場合の許容ノ
イズレベルは、図９中の斜線で示す部分までとすること
ができるようになる。なお、本実施例では、上記最小可
聴カーブの４ｋＨｚのレベルを、例えば２０ビット相当
の最低レベルに合わせている。また、この図９は、信号
スペクトルＳＳも同時に示している。

【００６６】また、上記許容雑音補正回路３０では、補
正情報出力回路３３から送られてくる例えば等ラウドネ
スカーブの情報に基づいて、上記減算器２８からの出力
における許容雑音レベルを補正している。ここで、等ラ
ウドネスカーブとは、人間の聴覚特性に関する特性曲線
であり、例えば１ｋＨｚの純音と同じ大きさに聞こえる
各周波数での音の音圧を求めて曲線で結んだもので、ラ
ウドネスの等感度曲線とも呼ばれる。またこの等ラウド
ネス曲線は、図９に示した最小可聴カーブＲＣと略同じ
曲線を描くものである。この等ラウドネス曲線において
は、例えば４ｋＨｚ付近では１ｋＨｚのところより音圧
が８〜１０ｄＢ下がっても１ｋHzと同じ大きさに聞こ
え、逆に、５０Ｈｚ付近では１ｋＨｚでの音圧よりも約
１５ｄＢ高くないと同じ大きさに聞こえない。このた
め、上記最小可聴カーブのレベルを越えた雑音（許容ノ
イズレベル）は、該等ラウドネス曲線に応じたカーブで
与えられる周波数特性を持つようにするのが良いことが
わかる。このようなことから、上記等ラウドネス曲線を
考慮して上記許容ノイズレベルを補正することは、人間
の聴覚特性に適合していることがわかる。

【００６７】ここで、補正情報出力回路３３として、上
記符号化回路１０８での量子化の際の出力情報量（デー
タ量）の検出出力と、最終符号化データのビットレート
目標値との間の誤差の情報に基づいて、上記許容ノイズ
レベルを補正するようにしてもよい。これは、全てのビ
ット割当単位ブロックに対して予め一時的な適応ビット
割当を行って得られた総ビット数が、最終的な符号化出
力データのビットレートによって定まる一定のビット数
（目標値）に対して誤差を持つことがあり、その誤差分
を０とするように再度ビット割当をするものである。す
なわち、目標値よりも総割当ビット数が少ないときに
は、差のビット数を各単位ブロックに割り振って付加す
るようにし、目標値よりも総割当ビット数が多いときに
は、差のビット数を各単位ブロックに割り振って削るよ
うにするわけである。

【００６８】このようなことを行うため、上記総割当ビ
ット数の上記目標値からの誤差を検出し、この誤差デー
タに応じて補正情報出力回路３３が各割当ビット数を補
正するための補正データを出力する。ここで、上記誤差
データがビット数不足を示す場合は、上記単位ブロック
当たり多くのビット数が使われることで上記データ量が
上記目標値よりも多くなっている場合を考えることがで
きる。また、上記誤差データが、ビット数余りを示すデ
ータとなる場合は、上記単位ブロツク当たり少ないビッ
ト数で済み、上記データ量が上記目標値よりも少なくな
っている場合を考えることができる。したがって、上記
補正情報出力回路３３からは、この誤差データに応じ
て、上記減算器２８からの出力における許容ノイズレベ
ルを、例えば上記等ラウドネス曲線の情報データに基づ
いて補正させるための上記補正値のデータが出力される
ようになる。上述のような補正値が、上記許容雑音補正
回路３０に伝送されることで、上記減算器２８からの許
容ノイズレベルが補正されるようになる。以上説明した
ようなシステムでは、メイン情報として直交変換出力ス
ペクトルをサブ情報により処理したデータとサブ情報と
してブロックフローティングの状態を示すスケールファ
クタ、語長を示すワードレングスが得られ、エンコーダ
からデコーダに送られる。

【００６９】ここで、前記ビット配分算出回路１０７
は、図１０のような構成とすることもできる。この図１
０を用いて、以上述べたビット配分手法とは異なる次の
ような有効なビット配分手法について述べる。

【００７０】上記図４における各ＭＤＣＴ回路１０３，
１０４，１０５の出力は、図１０の入力端子３００を介
して、帯域毎のエネルギを算出するエネルギ算出回路３
０１に送られる。この帯域毎のエネルギ算出回路３０１
では、上記臨界帯域（クリティカルバンド）又は高域で
は更にクリティカルバンドを分割した帯域毎のエネルギ
が、例えば当該バンド内での各振幅値の２乗平均の平方
根を計算すること等により求められる。なお、この各バ
ンド毎のエネルギの代わりに、振幅値のピーク値や平均
値等を用いるようにすることも可能である。

【００７１】上記エネルギ算出回路３０１からの出力と
しての例えば臨界帯域（クリティカルバンド）又は高域
では更にクリティカルバンドを分割した帯域毎の総和値
のスペクトルは、例えば、前記図７に示すようなスペク
トル（バークスペクトル）ＳＢとなる。

【００７２】ここで、本実施例において、ＭＤＣＴ係数
を表現して伝送又は記録に使えるビット数を例えば１ｋ
ビット／ブロックとすると、本実施例ではそのうちの１
ｋビットを用いた固定ビット配分パターンを作成する。
本実施例においては、上記固定ビット配分のためのビッ
ト割り当てパターンが複数個用意されており、信号の性
質により種々の選択をすることが出来るようになってい
る。本実施例では、上記１ｋビットに対応する短い時間
のブロックのビット量を各周波数に分布させた種々のパ
ターンを、固定ビット配分回路３０７が持っている。当
該固定ビット配分回路３０７においては、特に、中低域
と高域とのビット配分率を違えたパターンを複数個用意
している。そして、信号の大きさが小さいほど、高域へ
の割り当て量が少ないパターンを選択するようにする。
このようにすることで、小さい信号の時ほど高域の感度
が低下するラウドネス効果を生かせる。なお、このとき
の信号の大きさとしては、全帯域の信号の大きさを使用
することも出来るが、例えばフィルタ等が用いられてい
る非ブロツキング周波数分割回路の出力若しくは直交変
換出力例えばＭＤＣＴ出力を利用することもできる。な
お、上記１ｋビット（使用可能なビット数）は、例え
ば、使用可能総ビット数入力回路３０５で設定される。
この使用可能総ビット数は、外部から入力することも可
能である。

【００７３】また、上記エネルギ算出回路３０１からの
出力は、エネルギ依存ビット配分回路３０６にも送られ
る。当該エネルギ依存ビット配分回路３０６では、帯域
毎のエネルギからエネルギ依存のビット配分パターンを
決定する。このエネルギに基づくエネルギ依存のビット
パターンは、例えば、当該バンドのエネルギが大きいほ
ど、多くのビットが割り当てられるように配分する。

【００７４】この図１０において、上述したような固定
ビット配分パターンへの配分とバークスペクトル（スペ
クトルＳＢ）に依存したビット配分との分割率は、信号
スペクトルの滑らかさを表す指標（トーナリティ）によ
り決定される。すなわち、本実施例では、上記エネルギ
算出回路３０１の出力をスペクトル滑らかさ算出回路３
０２に送り、当該スペクトル滑らかさ算出回路３０２に
おいて、信号スペクトルの隣接値間の差の絶対値の和を
信号スペクトルの和で割った値を算出し、この値を指標
（トーナリティ）として用いている。このトーナリティ
が決定されると、ビット分割率決定回路３０４におい
て、上記分割率が決定される。なお、分割率とは、固定
ビット配分とエネルギ依存のビット配分との重み付けを
変えるための値である。

【００７５】上記ビット分割率決定回路３０４からの分
割率データは、上記固定ビット配分回路３０７の出力が
供給される乗算器３１２と、上記エネルギ依存ビット配
分回路３０６の出力が供給される乗算器３１１とに送ら
れる。これら乗算器３１２，３１１の出力が和算出回路
３０８に送られる。すなわち、固定ビット配分と帯域毎
（臨界帯域、又は高域では更にクリティカルバンドを複
数個に細分化した帯域）のエネルギに依存したビット配
分の値にそれぞれ上記分割率を乗じて、それら２つの値
が上記和算出回路３０８で加算されて、この演算結果が
出力端子（各帯域のビット割り当て量出力端子）３０９
から後段の構成に送られて量子化及び符号化の際に使用
される。

【００７６】このときのビット割当の様子を図１１の
(b) ，図１２の(b) に示す。また、これに対応する量子
化雑音の様子を図１１の(a) ，図１２の(a) に示す。な
お、図１１の(a) ，(b) は信号のスペクトルが割合平坦
である場合を示し、図１２の(a) ，(b) は信号スペクト
ルが高いトーナリティを示す場合を示している。また、
図１１の(b) ，図１２の(b) の図中Ｑ_S は信号レベル依
存分のビット量を示し、図中Ｑ_F は固定ビット割り当て
分のビット量を示している。図１１の(a) ，図１２の
(a) の図中Ｌは信号レベルを示し、図中Ｎ_S は信号レベ
ル依存分による雑音低下分を、図中Ｎ_F は固定ビット割
り当て分による雑音レベルを示している。

【００７７】上記信号のスペクトルが割合平坦である場
合を示している図１１において、通常、多量の固定ビッ
ト割り当て分によるビット割り当ては、全帯域にわたっ
て大きい信号対雑音比を取るために役立つ。しかし、こ
の図１１のような場合、低域及び高域では比較的少ない
ビット割り当てが使用されるようになる。これは、聴覚
的にこの帯域の重要度が小さいためである。また、この
とき、図１１の図中Ｑ _S に示すように、若干の信号レベ
ル依存のビット配分を行なう分（ビット）によって、信
号の大きさが大きい帯域の雑音レベルが選択的に低下さ
せられる。したがって、信号のスペクトルが割合平坦で
ある場合には、この選択性も割合広い帯域に渡って働く
ことになる。

【００７８】これに対して図１２に示すように、信号ス
ペクトルが高いトーナリティを示す場合には、図１２の
図中Ｑ_S に示すように、多量の信号レベル依存のビット
配分を行なう分（ビット）による量子化雑音の低下は極
めて狭い帯域（図１２の図中Ｎ_S で示す帯域）の雑音を
低減するために使用される。これにより孤立スペクトル
入力信号での特性の向上が達成される。また、同時に若
干の固定ビット割り当て分によるビット配分を行なう分
（ビット）により、広い帯域の雑音レベルが非選択的に
低下させられる。

【００７９】再び、図４において、適応ビット割当符号
化回路１０８について説明する。本実施例では、例え
ば、二種類のビットレートのモードを持ち、例えば、Ａ
モードを１２８ｋｂｐｓ／ｃｈｎｎｅｌとし、Ｂモード
はＡモードの半分の６４ｋｂｐｓ／ｃｈｎｎｅｌとす
る。また、本実施例では二種類のモードに限らず、複数
のモードを持つことが可能である。

【００８０】まず、Ａモードにおける符号化方法につい
て説明する。図１３、図１４はＡモードにおけるブロッ
クフローティングバンド分割の一具体例を示している。
図１３は直交変換ブロックサイズが１１．６ｍｓの場合
であり、図１４は直交変換ブロックサイズが低中域で４
分割、高域では８分割されている場合であるが、どちら
の場合でも全体のブロックフローティングバンドの数は
同じであり、５２個のバンドに分割されている。さらに
帯域分割フィルタの出力である各帯域毎に見ると、低域
では２０個、中高域ではそれぞれ１６個のブロックフロ
ーティングがあり、この個数は直交変換ブロックサイズ
に関係なく決まっているので、直交変換ブロックサイズ
が帯域毎に独立に変化しても問題はない。例えば、低域
だけ１１．６ｍｓを４分割したブロックサイズで、中高
域は１１．６ｍｓのブロックサイズである場合、ブロッ
クフローティングバンドを低域は図１４、中高域は図１
３のように分割すれば、バンド数は全体として５２個と
なる。適応ビット割当符号化回路１０８には、この５２
個のブロックフローティングバンド毎にスケールファク
タ、ワードレングスの情報が与えられており、スペクト
ルデータは与えられたスケールファクターワードレング
スに応じて、量子化され、符号化される。

【００８１】符号化データは端子１１０から取り出さ
れ、記録又は伝送される。

【００８２】次にＢモードの符号化方法について説明す
る。ＢモードはビットレートがＡモードに対して半分に
なるため、Ａモードと同じ方法で符号化すると、サブ情
報（スケールファクタ、ワードレングス等）の量は変わ
らず、メイン情報（スペクトルデータ）の量だけ減少す
ることになり、Ａモードに比較すると、全情報量の中の
サブ情報の占める割合が増大し、符号化効率が低下す
る。ビットレートを半分にする場合は、メイン情報量だ
けでなく、サブ情報量も半減、もしくはそれ以下に削減
することが望ましい。本実施例においてはＢモードにお
けるサブ情報量を、Ａモードに対して半減させるため
に、時間的に隣接する二つのブロック間でサブ情報の値
を共通に持つことで、サブ情報量削減を達成している。
すなわち、Ａモードにおけるサブ情報量は基本的にブロ
ックフローティングバンド数と等しいため、５２個／１
１．６ｍｓであるが、Ｂモードにおいてはブロックフロ
ーティングバンドの時間軸方向を拡張することになるた
め、５２個／２３．２ｍｓとなり、同一時間内における
サブ情報量を比較すると、Ａモードに対して半分の量と
なっている。図１５、図１６、図１７はＢモードにおけ
るブロックフローティングバンド分割の一具体例を示し
ている。

【００８３】図１５は時間的に隣接する二つのブロック
の直交変換ブロックサイズが共にロングモードの場合を
示しており、実線で囲まれている領域が直交変換ブロッ
ク、斜線表示されている領域が一つのブロックフローテ
ィングバンドを表している。すなわち、このブロックフ
ローティングバンドは図１３におけるＡモードのブロッ
クフローティングバンドの時間軸方向で隣り合う二つの
バンドを一つにまとめており、周波数軸方向のバンド分
割は図１３と全く同じである。

【００８４】図１６は時間的に隣接する二つのブロック
の直交変換ブロックサイズが共にショートモードの場合
を示しており、図１５と同様に実線で囲まれている領域
が直交変換ブロック、斜線表示されている領域が一つの
ブロックフローティングバンドを表している。すなわ
ち、このブロックフローティングバンドは図１４におけ
るＡモードのブロックフローティングバンドの時間軸方
向で隣り合う二つのバンドを一つにまとめており、周波
数軸方向のバンド分割は図１４と全く同じである。

【００８５】図１７は時間的に隣接する二つのブロック
の直交変換ブロックサイズが違い、すなわちショートモ
ードとロングモードの組合せである場合を示しており、
同様に実線で囲まれている領域が直交変換ブロック、斜
線表示されている領域が一つのブロックフローティング
バンドを表している。直交変換ブロックサイズがショー
トモードであるブロック（図１７における０〜１１．６
ｍｓの中域と１１．６〜２３．２ｍｓの低域、高域）に
ついては、上記共にショートモードの場合（図１６）と
同じであり、すなわち、図１４におけるＡモードのブロ
ックフローティングバンドの時間軸方向で隣り合う二つ
のバンドを一つにまとめており、周波数軸方向のバンド
分割は図１４と全く同じである。逆に直交変換ブロック
サイズがロングモードであるブロック（図１７における
０〜１１．６ｍｓの低域、高域と１１．６〜２３．２ｍ
ｓの中域）については、時間軸方向でバンドをまとめる
ことが出来ないので、例外的に周波数軸方向で隣り合う
二バンドを一つにまとめており、時間軸方向のバンド分
割は図１３と全く同じである。

【００８６】このように、Ｂモードにおいてはサブ情報
の数をＡモードに比べて半減させるために、時間軸方向
あるいは周波数軸方向で隣り合うブロックフローティン
グバンドを共通化することにより、結果的にビットレー
ト減少に伴うメイン情報の極端な減少を防ぎ、符号化効
率を向上させている。

【００８７】ここで、図１８はＢモードの場合の適応ビ
ット割当符号化回路１０８の一具体例を示しており、端
子４０１には直交変換ブロックサイズ情報、端子４０２
には該二ブロック分のスペクトルデータ（ＭＤＣＴ係
数）がそれぞれ与えられている。上記直交変換ブロック
サイズ情報はスケールファクタの再設定回路４０５と、
ワードレングスの再設定回路４０６に送られ、上記スペ
クトルデータ（ＭＤＣＴ係数）は量子化器４０８に送ら
れる。

【００８８】また、入力回路４０３を介して供給される
Ａモード用のブロックフローティングバンド分割で各バ
ンド毎に設定されたスケールファクタＡは、スケールフ
ァクタの再設定回路４０５において、上述したように共
通化すべき二つのブロックフローティングバンドの値が
まとめられ、Ｂモード用のスケールファクタＢが再設定
される。通常は二つのスケールファクタＡの大きい方を
選択し、共通のスケールファクタとする。

【００８９】同様に、入力回路４０４を介して供給され
るＡモード用のブロックフローティングバンド分割で各
バンド毎に設定されたワードレングスＡは、ワードレン
グス再設定回路４０６において、Ｂモード用のワードレ
ングスＢが再設定される。ワードレングスの共通化の際
には、例えば二つのワードレングスＡの大きい方が選択
される。他には二つのワードレングスＡの平均値等の用
いても良い。

【００９０】なお、スケールファクタＡ及びワードレン
グスＡは、それぞれ二ブロック分（２３．３ｍｓ）の情
報を一単位にして上記再設定回路４０５、４０６に送ら
れている。

【００９１】次に、ワードレングスの再設定回路４０６
において、再設定されたワードレングスは総ビット数の
補正回路４０７において、再設定により生じた総ビット
数の誤差の補正が行われる。再設定されたスケールファ
クタＢ、ワードレングスＢは共に量子化器４０８及び符
号化器４０９に送られ、スペクトルデータの量子化の際
に用いられる。量子化及び符号化されたスペクトルデー
タは符号化データＢとして、端子４１０から取り出され
る。

【００９２】ここまでは、時系列のＰＣＭ信号を符号化
する符号化装置の機能について説明したが、次にＡモー
ドの符号化データからＢモードの符号化データへ変換す
る場合、及びＢモードの符号化データからＡモードの符
号化データへ変換する場合について、図１９の一具体例
を参照しながら説明する。

【００９３】先ず、ＡモードからＢモードへの変換する
場合は、図１９において、入力端子５０１にはＡモード
で符号化された符号化データＡが与えられており、入力
端子５０３にはコード化された直交変換ブロックサイズ
情報が与えられている。直交変換ブロックサイズ情報は
コード変換器５０８において、Ａモードの直交変換ブロ
ックサイズを表すコードからＢモードのそれへと変換さ
れ、ビット配分算出回路５０７へ送られ、また出力端子
５１３から取り出される。

【００９４】このコード変換器５０８の機能は、二ブロ
ック分のコード化されたＡモード直交変換ブロックサイ
ズ情報をまとめて、Ｂモード用のコードで表現するだけ
であり、双方の意味する内容に変化はない。

【００９５】上記符号化データＡはＡモードの適応ビッ
ト割当復号化回路５０５に送られ、復号化及び逆量子化
されて、スペクトルデータに復元される。得られたスペ
クトルデータはビット配分算出回路５０７に送られ、ビ
ットの割当が行われる。このビット配分算出回路５０７
は前述したビット配分算出回路１０７と同じ機能を持
つ。

【００９６】ここで、復元されたスペクトルデータはＢ
モードの適応ビット割当符号化回路５０６に送られ、前
述したＢモードの符号化が行われる。量子化及び符号化
された符号化データＢは出力端子５１１から取り出され
る。このように、ＡモードからＢモードへの変換はＡモ
ードの復号化回路とＢモードの符号化回路を組み合わせ
た簡単な回路で行うことができ、高速変換が可能であ
る。

【００９７】次に、ＢモードからＡモードへ変換する場
合は、同じく図１９において、入力端子５１２にはＢモ
ードで符号化された符号化データＢが与えられており、
入力端子５１４にはコード化された直交変換ブロックサ
イズ情報が与えられている。直交変換ブロックサイズ情
報はコード変換器５０９において、Ｂモードの直交変換
ブロックサイズを表すコードからＡモードのそれへと変
換され、フォーマット変換回路５１０へ送られ、また出
力端子５０４から取り出される。

【００９８】このコード変換器５０９の機能は、コード
変換器５０８と全く逆の動作をするものであり、コード
化されたＢモード直交変換ブロックサイズ情報をＡモー
ド用の二ブロック分のコードへ分割するだけである。

【００９９】上記符号化データＢはフォーマット変換回
路５１０に送られ、符号化データのまま、直接Ａモード
のフォーマットに変換され、出力端子５０２から取り出
される。この場合、二つのモード間で実質的なビットレ
ートの変化はなく、Ａモードのフォーマット上ではメイ
ン情報は約半分しか使われていないことになる。また、
上記ＡモードからＢモードへの変換のように、復号化し
て再度ビット配分をやり直して、符号化する方法も可能
であるが、実質的な情報量が増えても、再量子化により
音質は劣化する。このように、ＢモードからＡモードへ
の変換はフォーマット変換、要するに符号化コードの簡
単な並び変えのみの処理を施すだけで良いので、さらな
る高速変換が可能である。

【０１００】次に復号化装置について説明する。図２０
において、入力端子２１０には図４の出力端子１１０か
ら得られる周波数軸上の符号化データが供給されてお
り、この符号化データは、先ず適応ビット割当の復号化
回路２０８に送られて復号処理され、周波数軸上のスペ
クトルデータに復元される。

【０１０１】入力端子２１１には、上記符号化装置から
の直交変換ブロックサイズ情報が与えられており、各帯
域毎の逆直交変換回路２０３、２０４、２０５に供給さ
れる。ここで、上記スペクトルデータの内、０〜５．５
ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０３へ、５．５
ｋ〜１１ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０４
へ、１１ｋ〜２２ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路
２０５にそれぞれ送られ、これら回路で上記直交変換ブ
ロックサイズ情報に応じて、各帯域毎に逆直交変換処理
が施される。

【０１０２】さらに、上記逆直交変換回路２０４、２０
５の出力は帯域合成フィルタ２０２で合成され、上記逆
直交変換回路２０３と合成フィルタ２０２に出力は合成
フィルタ２０１で合成されて、再生信号となり、出力端
子２００より取り出される。

【０１０３】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、上記一の記録再生媒体と上記
他の記録再生媒体とは一体化されている必要はなくその
間をデータ転送用ケーブルで結ぶ事も可能である。更に
例えば、オーディオＰＣＭ信号のみならず、ディジタル
音声（スピーチ）信号やディジタルビデオ信号等の信号
処理装置にも適用可能である。また、上述した最小可聴
カーブの合成処理を行わない構成としてもよい。この場
合には、最小可聴カーブ発生回路３２、合成回路２７が
不要となり、上記引算器２４からの出力は、割算器２６
で逆コンボリユーションされた後、直ちに減算器２８に
伝送されることになる。叉ビット配分手法は多種多様で
あり、最も簡単には固定のビット配分もしくは信号の各
帯域エネルギーによる簡単なビット配分もしくは固定分
と可変分を組み合わせたビット配分など使うことができ
る。

【０１０４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、複数のモードが持つビットレートの違いに
関わらず、同じサンプリング周波数を用いることによっ
て、複数のサンプリング周波数をもった場合に起こるサ
ンプリング周波数信号発生回路等の複雑化、ハードウェ
ア規模の増大を防ぐことができる。

【０１０５】また、低ビットレートでの符号化の場合
は、時間軸方向で隣接した複数のブロック、もしくは同
一時間ブロック内の周波数軸方向の複数のいわゆるブロ
ックフローティングバンドでいわゆるサブ情報を共通化
して記録又は伝送することにより、サブ情報の量を削減
することができ、そのサブ情報の削減分をメイン情報に
割り振ることで、符号化効率を向上させることが出来
る。

【０１０６】また、高ビットレートモードの圧縮信号を
より長時間記録するために低ビットレートモードに変換
して記録したいときには、元の圧縮信号を周波数軸上か
ら時間軸上へ変換する必要がなく、周波数軸上でのデー
タ変換のみで低ビットレートの圧縮信号を得ることがで
き、直交変換、逆直交変換及び帯域分割／合成フィルタ
ーの処理過程を省略できるので、高速な信号変換を行う
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる圧縮データの記録再生装置の一
実施例としての記録再生装置の構成例を示すブロック回
路図である。

【図２】光磁気ディスク１、ＩＣカードの記録内容を示
す図である。

【図３】本実施例装置の外観の一例を示す概略正面図で
ある。

【図４】本実施例のオーディオ高能率符号化手法を実現
する符号化装置の一具体例を示すブロック回路図であ
る。

【図５】本実施例の直交変換ブロックサイズを説明する
ための図である。

【図６】ビット配分演算機能の具体的構成を示すブロッ
ク回路図である。

【図７】各臨界帯域及びブロックフローティングを考慮
して分割された帯域のスペクトルを示す図である。

【図８】マスキングスペクトルを示す図である。

【図９】最小可聴カーブ、マスキングスペクトルを合成
した図である。

【図１０】第２のビット配分法を実現するための具体的
構成を示すブロック回路図である。

【図１１】第２のビット配分法において、信号スペクト
ルが平坦なときのノイズスペクトル、及びビット割当を
示す図である。

【図１２】第２のビット配分法において、信号スペクト
ルのトーナリティが高いときのノイズスペクトル、及び
ビット割当を示す図である。

【図１３】Ａモードにおける１１．６ｍｓの処理ブロッ
ク中の臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した
５２分割の周波数帯域を示す周波数と時間に関する図で
ある（直交変換ブロックサイズがロングモード）。

【図１４】Ａモードにおける１１．６ｍｓの処理ブロッ
ク中の臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した
５２分割の周波数帯域を示す周波数と時間に関する図で
ある（直交変換ブロックサイズがショートモード）。

【図１５】Ｂモードにおける２３．２ｍｓの処理ブロッ
ク中の臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した
５２分割の周波数帯域を示す周波数と時間に関する図で
ある（直交変換ブロックサイズが共にロングモード）。

【図１６】Ｂモードにおける２３．２ｍｓの処理ブロッ
ク中の臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した
５２分割の周波数帯域を示す周波数と時間に関する図で
ある（直交変換ブロックサイズが共にショートモー
ド）。

【図１７】Ｂモードにおける２３．２ｍｓの処理ブロッ
ク中の臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した
５２分割の周波数帯域をしめす周波数と時間に関する図
である（直交変換ブロックサイズがロングモードとショ
ートモードの組合せ）。

【図１８】Ｂモードにおける適応ビット割当符号化回路
の一具体例を示すブロック図である。

【図１９】ＡモードからＢモードへの高速変換を行う具
体的構成を示すブロック回路図である。

【図２０】本実施例のオーディオ高能率符号化手法を実
現する復号化装置の一具体例を示すブロック回路図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・・光磁気ディスク ２・・・・・・ＩＣカード ３・・・・・・追加圧縮伸長機能ブロック ５・・・・・・録音再生装置 ６・・・・・・光ディスクスロット ７・・・・・・ＩＣカードスロット ５３・・・・・光学ヘッド ５４・・・・・磁気ヘッド ５６・・・・・サーボ制御回路 ５７・・・・・システムコントローラ ６２、８３・・・・Ａ／Ｄ変換器 ６３・・・・・ＡＴＣエンコーダ ６４、７２、８５・・・メモリ ６５・・・・・エンコーダ ６６・・・・・磁気ヘッド駆動回路 ７１・・・・・デコーダ ７３・・・・・ＡＴＣデコーダ ７４・・・・・Ｄ／Ａ変換器 １００・・・・音響信号入力端子 １０１、１０２・・・帯域分割フィルタ １０３・・・・高域直交変換回路（ＭＤＣＴ） １０４・・・・中域直交変換回路（ＭＤＣＴ） １０５・・・・低域直交変換回路（ＭＤＣＴ） １０６・・・・直交変換ブロックサイズ決定回路 １０７・・・・ビット配分算出回路 １０８・・・・適応ビット割当符号化回路 １１０・・・・符号化出力端子 １１１・・・・直交変換ブロックサイズ情報出力端子 ２１・・・・・許容雑音レベル算出機能入力端子 ２２・・・・・帯域毎のエネルギ検出回路 ２３・・・・・畳込みフィルタ回路 ２４・・・・・引算器 ２５・・・・・（ｎ−ａｉ）関数発生回路 ２６・・・・・割算器 ２７・・・・・合成回路 ２８・・・・・減算器 ３０・・・・・許容雑音補正回路 ３１・・・・・許容雑音レベル算出機能出力端子 ３２・・・・・最小可聴カーブ発生回路 ３３・・・・・補正情報出力回路 ３００・・・・直交変換出力（ＭＤＣＴ係数）入力端子 ３０１・・・・帯域毎のエネルギ算出回路 ３０２・・・・スペクトルの滑らかさ算出回路 ３０４・・・・ビット分割率決定回路 ３０５・・・・使用可能な総ビット数入力回路 ３０６・・・・エネルギー依存のビット配分回路 ３０７・・・・固定のビット配分回路 ３０８・・・・ビットの和演算回路 ３０９・・・・各帯域のビット割当量出力端子 ４０１・・・・直交変換ブロックサイズ情報入力端子 ４０２・・・・スペクトルデータ入力端子 ４０３・・・・Ａモードで設定されたスケールファクタ
Ａの入力回路 ４０４・・・・Ａモードで設定されたワードレングスＡ
の入力回路 ４０５・・・・スケールファクタの再設定回路 ４０６・・・・ワードレングスの再設定回路 ４０７・・・・総ビット数補正回路 ４０８・・・・量子化器 ４０９・・・・符号化器 ４１０・・・・符号化データ出力端子 ５０１・・・・Ａモードの符号化データ入力端子 ５０２・・・・Ａモードの符号化データ出力端子 ５０３・・・・Ａモード直交変換ブロックサイズ情報入
力端子 ５０４・・・・Ａモード直交変換ブロックサイズ情報出
力端子 ５０５・・・・Ａモードの適応ビット割当復号化回路 ５０６・・・・Ｂモードの適応ビット割当符号化回路 ５０７・・・・ビット配分算出回路 ５０８・・・・コード変換器 ５０９・・・・コード変換器 ５１０・・・・フォーマット変換回路 ５１１・・・・Ｂモードの符号化データ出力端子 ５１２・・・・Ｂモードの符号化データ入力端子 ５１３・・・・直交変換ブロックサイズ出力端子 ５１４・・・・直交変換ブロックサイズ入力端子 ２００・・・・音響信号出力端子 ２０１、２０２・・・帯域合成フィルタ ２０３・・・・高域逆直交変換回路 ２０４・・・・中域逆直交変換回路 ２０５・・・・低域逆直交変換回路 ２０８・・・・適応ビット割当復号化回路 ２１０・・・・符号化データ入力端子 ２１１・・・・直交変換ブロックサイズ情報入力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光野 誠 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−304030（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90972（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90973（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/30

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル信号を複数の周波数成分に分
   解して時間と周波数に関する複数の二次元ブロック内の
   信号成分を得る手段と、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎の情報圧縮
   パラメータを設定する手段と、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に量子化し
   て情報圧縮する手段と、 前記情報圧縮された圧縮データ及び前記情報圧縮パラメ
   ータを記録する手段とを具備し、 前記記録手段は、少なくとも二つの二次元ブロックの情
   報圧縮パラメータをまとめて記録することを特徴とする
   圧縮データ記録装置。
2. 【請求項２】 上記記録手段は、少なくとも時間方向に
   並ぶ少なくとも二つの二次元ブロックの情報圧縮パラメ
   ータをまとめて記録することを特徴とする請求項１記載
   の圧縮データ記録装置。
3. 【請求項３】 上記記録手段は、少なくとも周波数方向
   に並ぶ少なくとも二つの二次元ブロックの情報圧縮パラ
   メータをまとめて記録することを特徴とする請求項１記
   載の圧縮データ記録装置。
4. 【請求項４】 上記記録手段は、時間方向及び／又は周
   波数方向に並ぶ少なくとも二つの二次元ブロックの情報
   圧縮パラメータをまとめて記録することを特徴とする請
   求項１記載の圧縮データ記録装置。
5. 【請求項５】 ディジタル信号を複数の周波数帯域成分
   に分割して時間と周波数に関する複数の二次元ブロック
   内の信号成分を得る手段と、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎の情報圧縮
   パラメータを設定する手段と、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に量子化し
   て情報圧縮する手段と、 前記情報圧縮された圧縮データと前記圧縮パラメータを
   記録する手段とを具備し、 前記圧縮手段は、複数の情報ビットレートの記録するモ
   ードを持ち、 前記情報圧縮パラメータ設定手段は、情報圧縮パラメー
   タの個数が各モードの情報ビットレートに応じて変化す
   ることを特徴とする圧縮データ記録装置。
6. 【請求項６】 ディジタル信号を複数の周波数帯域成分
   に分解し、 時間と周波数に関する複数の二次元ブロック内の信号成
   分を得、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎の情報圧縮
   パラメータを設定し、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に量子化し
   て情報圧縮し、 前記情報圧縮された圧縮データと前記情報圧縮パラメー
   タを記録する圧縮データ記録方法において、 少なくとも二つの二次元ブロックの情報圧縮パラメータ
   をまとめて記録することを特徴とする圧縮データ記録方
   法。
7. 【請求項７】 少なくとも時間方向に並ぶ少なくとも二
   つの二次元ブロックの情報圧縮パラメータをまとめて記
   録することを特徴とする請求項６記載の圧縮データ記録
   方法。
8. 【請求項８】 少なくとも周波数方向に並ぶ少なくとも
   二つの二次元ブロックの情報圧縮パラメータをまとめて
   記録することを特徴とする請求項６記載の圧縮データ記
   録方法。
9. 【請求項９】 時間方向及び／又は周波数方向に並ぶ少
   なくとも二つの二次元ブロックの情報圧縮パラメータを
   まとめて記録することを特徴とする請求項６記載の圧縮
   データ記録方法。
10. 【請求項１０】 ディジタル信号を複数の周波数帯域成
    分に分解し、 時間と周波数に関する複数の二次元ブロック内の信号成
    分を得、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎の情報圧縮
    パラメータを設定し、 前記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に量子化し
    て情報圧縮し、 前記情報圧縮された圧縮データと前記情報圧縮パラメー
    タを記録する圧縮データ記録方法において、 複数の情報ビットレートの記録モードを持ち、 情報圧縮パラメータの個数が各モードの情報ビットレー
    トに応じて変化することを特徴とする圧縮データ記録方
    法。
11. 【請求項１１】 ディジタル信号を被数の周波数帯域成
    分に分解し、時間と周波数に関する複数の二次元ブロッ
    ク内の信号成分を得、前記時間と周波数に関する二次元
    ブロック毎の情報圧縮パラメータを設定し、前記時間と
    周波数に関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮
    することにより生成された情報圧縮された圧縮データと
    前記情報圧縮パラメータを記録する記録媒体において、 少なくとも二つの二次元ブロックの情報圧縮パラメータ
    をまとめて記録したものであることを特徴とする記録媒
    体。
12. 【請求項１２】 ディジタル信号を複数の周波数帯域成
    分に分解し、時間と周波数に関する複数の二次元ブロッ
    ク内の信号成分を得、前記時間と周波数に関する二次元
    ブロック毎の情報圧縮パラメータを設定し、前記時間と
    周波数に関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮
    することにより生成された情報圧縮された圧縮データと
    前記情報圧縮パラメータを記録する記録媒体において、 複数の情報ビットレートの記録モードを持ち、情報圧縮
    パラメータの個数が各モードの情報ビットレートに応じ
    て変化させたものであることを特徴とする記録媒体。
13. 【請求項１３】 ディジタル信号を複数の周波数帯域成
    分に分解し、時間と周波数に関する複数の二次元ブロッ
    ク内の信号成分を得、前記時間と周波数に関する二次元
    ブロック毎の情報圧縮パラメータを設定し、前記時間と
    周波数に関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮
    することにより生成された情報圧縮された圧縮データと
    前記情報圧縮パラメータを受け取り、再生信号を前記情
    報圧縮された圧縮データと前記情報圧縮パラメータを用
    いて再生する圧縮データ再生方法において、 少なくとも二つの二次元ブロックの情報圧縮パラメータ
    をまとめて記録したものであることを特徴とする圧縮デ
    ータ再生方法。
14. 【請求項１４】 ディジタル信号を複数の周波数帯域成
    分に分解し、時間と周波数に関する複数の二次元ブロッ
    ク内の信号成分を得、前記時間と周波数に関する二次元
    ブロック毎の情報圧縮パラメータを設定し、前記時間と
    周波数に関する二次元ブロック毎に量子化して情報圧縮
    することにより生成された情報圧縮された圧縮データと
    前記情報圧縮パラメータを受け取り、再生信号を前記情
    報圧縮された圧縮データと前記情報圧縮パラメータを用
    いて再生する圧縮データ再生方法において、 複数の情報ビットレートの記録モードを持ち、情報圧縮
    パラメータの個数が各モードの情報ビットレートに応じ
    て変化させたものであることを特徴とする圧縮データ再
    生方法。