JP3148200B2 - 無損失符号化及び復号化システム - Google Patents

無損失符号化及び復号化システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無損失符号化及び復
号化システムに係り、一層詳しくは符号化されたデータ
をリアルタイム的に復号化できる無損失符号化装置及び
その無損失復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＤＶＤ-オーディオ規格は、こ
の規格にともなうチャンネル数、ビット数及びサンプリ
ング周波数でオーディオ情報を表現するため、線形ＰＣ
Ｍ(pulsecode modulation)方式を利用することによって
アナログオーディオ信号からデジタルオーディオ信号を
得る。しかし、このデジタルオーディオ信号は冗長性デ
ータを含んでいるため、ＤＶＤに対するデジタルオーデ
ィオ信号の記録時間を短縮させビット率を向上させるた
めには、無損失圧縮符号化技法を使用することがさらに
求められる。
【０００３】無損失圧縮符号化技法の代表的な例である
ハフマン符号化方法は、発生頻度の高い入力データには
相対的に短い符号語(codeword)を割り当て、逆に発生頻
度の低い入力データには長い符号語を割り当てる方法で
ある。このハフマン符号化方法がデジタルオーディオ信
号の無損失圧縮に用いられる場合は、デジタルオーディ
オ信号は線形PCM方式だけを利用する場合に比べて一層
効率よく符号化される。
【０００４】一方、予測器(predictor)は入力データが
予測可能な性質を有する場合に使われる。予測器は以前
の入力データから新たな入力データに対応する予測デー
タを決定した後、予測データと新たな入力データとの差
を圧縮する方法を使用する。このような予測器が前述し
た無損失圧縮技法にさらに用いられる場合はデジタルオ
ーディオ信号に対する符号化効率を一層高められる。
【０００５】前述した通常の無損失符号化方法を利用す
る場合、符号化されたデータのビット率は、入力データ
のビット率が一定した場合も、入力データの性質とラン
ダムの程度によって可変する。従って、通常の無損失符
号化方法は、データ圧縮または伸張時、極めて大容量の
バッファが求められるため、リアルタイムで符号化また
は復号化を行ない難い問題点がある。また、このような
問題点を解決するためにバッファの容量を増やす場合も
復号化遅延は相変らず余ることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
はリアルタイム的に無損失復号化が可能にオーディオデ
ータを無損失符号化する装置を提供するところにある。
【０００７】本発明の他の目的は前述した装置により発
生されたデータをリアルタイム的に無損失復号化する装
置を提供するところにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の目的を
達成するため、本発明の無損失符号化装置は、入力され
るオーディオデータを貯蔵する入力バッファと、前記入
力バッファに貯蔵されたオーディオデータを既設定され
たデータ単位で無損失圧縮符号化し、符号化されたオー
ディオデータを順次に出力する無損失圧縮器と、前記無
損失圧縮器から出力される符号化されたオーディオデー
タを貯蔵する出力バッファと、そして前記出力バッファ
に貯蔵された複数個の符号化されたオーディオデータ
を、最大ビット率を越えるデータ量を有する第１データ
及び前記最大ビット率を越えないデータ量を有する第２
データとに区分し、第１データを、最大ビット率のデー
タ量を有する符号化されたオーディオデータの第３デー
タ及び最大ビット率を越える部分の符号化されたオーデ
ィオデータの第４データとに区分し、前記第４データを
前記第２データとリアルタイムに出力するように前記出
力バッファを制御するビット率制御器を含む。
【０００９】本発明の他の目的を達成するために無損失
復号化装置は、入力するデータを入力順に貯蔵する入力
バッファと、前記入力バッファから出力するデータを無
損失復元してオーディオデータを発生する無損失復元器
と、前記入力バッファに貯蔵されたデータ中から識別情
報を持たない第１データを前記無損失復元器に供給する
ように、そして、識別情報を有する第２データを同一な
識別情報を有する第３データと結合して無損失復元器に
供給するように前記入力バッファを制御し、ここで第１
データは既設定されたデータ単位のオーディオデータを
無損失符号化した結果が最大ビット率を越えないデータ
量を有するデータであり、第２データ及び第３データは
対応する既設定されたデータ単位のオーディオデータを
無損失符号化した結果が前記最大ビット率を越える第４
データを構成するものであって、第２データは第４デー
タ中から最大ビット率のデータ量を有する符号化された
オーディオデータであり、第３データは前記第４データ
中から最大ビット率を越える部分の符号化されたオーデ
ィオデータであるバッファ制御器と、前記無損失復元器
から発生されたオーディオデータを貯蔵及び出力する出
力バッファとを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。図１は本発
明の望ましい実施形態にともなう無損失符号化装置のブ
ロック図である。
【００１１】図１において、入力バッファ１１は外部か
ら入力するデジタルオーディオデータを貯蔵し、貯蔵さ
れたオーディオデータを入力する順序と同じ順序に従っ
て順次に無損失圧縮器１３に供給する。無損失圧縮器１
３は入力バッファ１１から供給されるオーディオデータ
を既設定されたデータ単位ごとに無損失圧縮符号化す
る。本発明の実施形態では、例えばフレームが既設定さ
れたデータ単位で使われる。また、本発明では、無損失
圧縮器１３はよく知られているハフマン符号化方法など
のような無損失圧縮符号化技法を利用してオーディオデ
ータを無損失圧縮符号化する。無損失圧縮器１３により
符号化されたオーディオデータは出力バッファ１５に入
力され、出力バッファ１５は入力される符号化されたオ
ーディオデータを貯蔵する。この出力バッファ１５は任
意のフレームに対応する符号化されたオーディオデータ
を他のフレームに対応する符号化されたオーディオデー
タと区分できる形態で符号化されたオーディオデータを
貯蔵する。ビット率制御器１７は一つのオーディオトラ
ックに対応する全体オーディオデータを無損失符号化し
た結果のビット率に基づいて決定された最大ビット率を
貯蔵する。ビット率制御器１７は、出力バッファ１５が
貯蔵している符号化されたオーディオデータを前記最大
ビット率以下の出力ビット率で出力するように出力バッ
ファ１５を制御する。
【００１２】図２を参照して、ビット率制御器１７の動
作を説明する。ビット率制御器１７は出力バッファ１５
に貯蔵された複数個の符号化されたオーディオデータを
最大ビット率を越えるデータ量を有する第１データと最
大ビット率を越えないデータ量を有する第２データとに
区分する。このような区分により、例えば図２に示した
フレーム番号６、７、１０のフレームの符号化されたオ
ーディオデータは第１データと定義される。ビット率制
御器１７はそれぞれの第１データを最大ビット率のデー
タ量を有する符号化されたオーディオデータの第３デー
タ及び最大ビット率を越える部分の符号化されたオーデ
ィオデータの第４データとに区分する。この第４データ
は図２においてハッチングされた部分で表示されてい
る。ビット率制御器１７は、第４データ及びこれに対応
する第３データを他のフレームのデータから区分できる
識別情報を第４データ及び対応する第３データに追加す
る。次に、ビット率制御器１７は第４データを他のフレ
ームの第２データと同じ時間に出力バッファ１５から出
力させるように出力バッファ１５を制御する。本発明の
実施形態では、ビット率制御器１７は第４データのフレ
ームより時間的に先行する特定フレームを選択し、選択
されたフレームの第２データと共に第４データを同じ時
間に出力するように出力バッファ１５を制御する。この
時、ビット率制御器１７は第４データのフレームに先行
する既設定された個数のフレームに対応するビット率に
基づいて第４データを追加する先行フレームを選択す
る。ビット率制器１７の制御に対する応答として、出力
バッファ１５は、無損失圧縮器１３から供給される符号
化されたオーディオデータのそれぞれのフレームに対応
して、第２データ、第２データ及び第４データ、または
第３データをビットストリームの形態に出力する。従っ
て、図２に示した通りの番号を有するフレームの場合、
出力バッファ１５は図３に示された通りのビットストリ
ームを出力する。図３において、ハッチングで表示され
ないフレームは無損失圧縮器１３から出力バッファ１５
に入力する順序と同じ順序で出力バッファ１５から出力
されるフレームであり、ハッチングで表示された部分は
原フレームより時間的に先行するフレームの第２データ
に付け加えた第４データを示す。
【００１３】図４は図１の無損失符号化装置から出力さ
れたビットストリームを復元する無損失復号化装置のブ
ロック図である。図４において、入力バッフ１１は図１
の符号化装置から発生されたビットストリームのデータ
をその入力順序に従って貯蔵する。バッファ制御器４３
は入力バッファ４１に保存されたデータを無損失復元器
４５に出力するために入力バッファ４１を制御する。こ
のようなバッファ制御器４３の制御により、第２データ
はそのまま無損失復元器４５に出力され、第４データは
第３データ及び第４データに追加された識別情報に基づ
いて、これと対応する第３データと第１データに結びつ
き、この結びついた第１データは無損失復元器４５に出
力される。この時、バッファ制御器４３は第２データ及
び第３データに基づいて無損失復元器４５に出力される
第１データ及び第２データの順序を決定する。
【００１４】従って、入力バッファ４１に入力するビッ
トストリームのデータ中から第２データが第３データよ
り先立つ場合、第２データが無損失復元器４５に出力さ
れた後第３データに対応する第１データが無損失復元器
４５に出力される。その結果、入力バッファ４１は無損
失復元器４５が遅延せずデータを復元できるように貯蔵
されたデータを無損失復元器４５に供給できるようにな
る。
【００１５】無損失復元器４５は前述した無損失圧縮器
１３による信号処理の逆過程を行なってオーディオデー
タを復元し、復元されたオーディオデータを出力バッフ
ァ４７に出力する。出力バッファ４７は無損失復元器４
５から供給されるオーディオデータを貯蔵し、貯蔵され
たオーディオデータを後段の装置(図示せず)に供給す
る。
【００１６】
【発明の効果】前述したように、本発明に係る無損失符
号化装置及び無損失復号化装置はリアルタイム的に復号
化できるように符号化されたオーディオデータのビット
率を制御する。従って、本発明はディスク再生装置や通
信チャンネルなどのビット率が制限されたリアルタイム
システムにおいて利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の望ましい実施形態にともなう無損失
符号化装置を示したブロック図である。
【図２】 図１に示したビット率制御器の動作説明のた
めの概念図である。
【図３】 図１に示された出力バッファから出力するビ
ットストリームの構造を示した図である。
【図４】 図１の無損失符号化装置に対応する無損失復
号化装置を示したブロック図である。
【符号の説明】
１１，４１ 入力バッファ １３ 無損失圧縮器 １５，４７ 出力バッファ １７ ビット率制御器 ４３ バッファ制御器 ４５ 無損失復元器

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無損失符号化装置において、 入力されるオーディオデータを貯蔵する入力バッファ
    と、 前記入力バッファに貯蔵されたオーディオデータを既設
    定されたデータ単位で無損失圧縮符号化して、符号化さ
    れたオーディオデータを順次に出力する無損失圧縮器
    と、 前記無損失圧縮器から出力される符号化されたオーディ
    オデータを貯蔵する出力バッファと、 前記出力バッファに貯蔵された複数個の符号化されたオ
    ーディオデータを、最大ビット率を越えるデータ量を有
    する第１データ及び前記最大ビット率を越えないデータ
    量を有する第２データに区分した後、第１データを最大
    ビット率のデータ量を有する符号化されたオーディオデ
    ータの第３データ及び最大ビット率を越える部分の符号
    化されたオーディオデータの第４データに区分し、前記
    第４データを前記第２データと同一な時間に出力するよ
    うに前記出力バッファを制御するビット率制御器を含む
    無損失符号化装置。
  2. 【請求項２】 前記出力バッファは前記ビット率制御器
    により前記最大ビット率以下の出力ビット率で貯蔵され
    たデータを順次に出力することを特徴とする請求項１に
    記載の無損失符号化装置。
  3. 【請求項３】 前記ビット率制御器は前記第４データを
    前記第４データのフレームより先行する第２データのフ
    レームに追加することを特徴とする請求項１に記載の無
    損失符号化装置。
  4. 【請求項４】 前記ビット率制御器は前記無損失圧縮器
    から符号化されたオーディオデータが供給される順序と
    一致する順に第２データ、第２データ及び第４データ、
    第３データを出力するように前記出力バッファを制御す
    ることを特徴とする請求項１に記載の無損失符号化装
    置。
  5. 【請求項５】 前記ビット率制御器は、同じ識別情報を
    第３データ及び対応する第４データに追加することを特
    徴とする請求項１に記載の無損失符号化装置。
  6. 【請求項６】 前記識別情報はフレーム番号である請求
    項５に記載の無損失符号化装置。
  7. 【請求項７】 無損失復号化装置において、 入力するデータを入力順に貯蔵する入力バッファと、 前記入力バッファから出力するデータを無損失復元し
    て、オーディオデータを発生する無損失復元器と、 前記入力バッファに貯蔵されたデータ中から識別情報を
    持たない第２データを前記無損失復元器に供給するよう
    に、かつ、識別情報を有する第４データを同じ識別情報
    を有する第３データと結合して無損失復元器に供給する
    ように前記入力バッファを制御するバッファ制御器であ
    って；第２データは既設定されたデータ単位のオーディ
    オデータを無損失符号化した結果が最大ビット率を越え
    ないデータ量を有するデータであり、前記第３データ及
    び前記第４データは対応する既設定されたデータ単位の
    オーディオデータを無損失符号化した結果が前記最大ビ
    ット率を越える第１データを構成するものであり、前記
    第３データは前記第１データ中から最大ビット率のデー
    タ量を有する符号化されたオーディオデータであり、前
    記第４データは前記第１データ中から最大ビット率を越
    える部分の符号化されたオーディオデータである、バッ
    ファ制御器と、 前記無損失復元器から発生されたオーディオデータを貯
    蔵及び出力する出力バッファと、を含む無損失復号化装
    置。
JP12643099A 1998-05-06 1999-05-06 無損失符号化及び復号化システム Expired - Fee Related JP3148200B2 (ja)

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