JP3200851B2 - ディジタル信号処理装置，ディジタル信号処理方法及びデータ記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 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再生、その圧縮データが記録され
る記録媒体、及び、圧縮データの伝送系に関し、特に、
入力信号の時間軸上の波形の振幅変化に応じて、その処
理ブロックの時間的大きさを変化させるような、ディジ
タル信号を情報圧縮して記録若しくは伝送及び／又は再
生若しくは受信して伸張するディジタル信号処理装置、
ディジタル信号処理方法及びデータ記録媒体に関するも
のである。

背景技術 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、例えば日本国公
開特許公報の特開平４−105269号、特開平４−105270
号、特開平４−105271号、特開平５−6572号等において
提案している。

この技術は、記録媒体として光磁気ディスクを用い、
いわゆるCD−Ｉ（CD−インタラクティブ）やCD−ROM X
A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。

この光磁気ディスクを用いた記録再生装置におけるAD
PCM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12cm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。

ただし、ディスクの回転速度は標準的なCD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。

さらに、本出願人は、効率良く、良好な圧縮を実現す
るためのビット割当手法を公開特許公報の特開平５−20
6866号において提案している。この技術はビットの割当
に際し、いわゆる臨界帯域（クリティカルバンド）等の
各小ブロック中の信号の大きさに依存したビット割り当
てを、当該小ブロックの対応する帯域に応じて重み付け
して行うというものである。この技術によれば各小ブロ
ック内のスペクトルの大きさに極端なばらつきが生じな
い場合には、良好に圧縮を行うことが出来る。

しかしながら、各小ブロック内のスペクトラムの大き
さに極端なバラツキや特出するピーク成分を含む場合、
言い換えれば、マスクする音がトーン状の場合や、各小
ブロック中の信号の大きさを各小ブロック内の最大の値
を取るもの或いは各小ブロック中の総和又は平均等で求
めた場合にその値と同様の値を示す各小ブロック内の信
号の大きさに極端なバラツキの無い小ブロックの場合に
は、マスクする音がノイズ状の小ブロックとの区別がつ
かず、上述の技術でも良好な結果が得られない場合が生
じる。これは、マスキング効果を考えた場合、マスクす
る音の性質、即ち、それがノイズ状であるか、トーン状
であるかによってその効果の大きさが変化することに起
因している。

従って、上述の技術では、上記の場合、より多くのビ
ットを必要とする、即ち、トーン状の信号がマスクする
音となっている小ブロックに合わせたビット割当を採用
しなければならず、より少ないビットの割当で済むマス
クする音がノイズ状である小ブロックに、余分なビット
を割り当てる結果となり、圧縮に際しての効率の低下を
招く場合が生じる。

そこで、本発明はこの様な実情に鑑みてなされたもの
であり、マスクする音の性質に合わせたビットの割当の
手法が適用されるディジタル信号処理装置等の提供を目
的とするものである。

発明の開示 本発明は、上述の目的を達成するために提案されたも
のであり、本発明に係る第１のディジタル信号処理装置
は、ディジタル信号を圧縮して記録又は伝送するディジ
タル信号処理装置において、入力信号を時間と周波数に
ついて細分化した複数のブロックから、各ブロック毎
に、各ブロック内の成分の大きいものから順に単数又は
複数の成分を抽出する抽出手段と、上記抽出された成分
を除いた各ブロックの成分の大きさと、上記抽出された
成分の大きさの差分に基づいて上記各ブロックへのビッ
ト配分率を決定するビット配分手段と、上記ビット配分
率に基づいて各ブロックの成分を量子化して、圧縮デー
タを生成する符号化手段とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る第２のディジタル信号処理装置
は、第１のディジタル信号処理装置において、上記符号
化手段は、上記各ブロック内の成分を、当該ブロック内
の代表値によって正規化することを特徴とする。

また、本発明に係る第３のディジタル信号処理装置
は、第１のディジタル信号処理装置において、上記ビッ
ト配分手段は、更に、上記各ブロックの成分の大きさに
基づき、かつ、上記各ブロックの対応する帯域に応じて
重み付けがなされるように上記ビット配分率を決定する
ことを特徴とする。

また、本発明に係る第４のディジタル信号処理装置
は、第１のディジタル信号処理装置において、上記抽出
手段は、上記各ブロックの対応する帯域に応じて、上記
抽出する成分の個数を切り換えることを特徴とする。

本発明に係る第１のディジタル信号処理方法は、ディ
ジタル信号を圧縮して記録又は伝送するディジタル信号
処理方法において、入力信号を時間と周波数について細
分化した複数のブロックから、各ブロック毎に、各ブロ
ック内の成分の大きいものから順に単数又は複数の成分
を抽出し、上記抽出された成分を除いた各ブロックの成
分の大きさと、上記抽出された成分の大きさの差分に基
づいて上記各ブロックへのビット配分率を決定し、上記
ビット配分率に基づいて各ブロックの成分を量子化して
圧縮データを生成することを特徴とする。

また、本発明に係る第２のディジタル信号処理方法
は、第１のディジタル信号処理方法において、上記各ブ
ロック内の成分を、当該ブロック内の代表値によって正
規化するステップを更に含むことを特徴とする。

また、本発明に係る第３のディジタル信号処理方法
は、第１のディジタル信号処理方法において、上記各ブ
ロックの成分の大きさに基づき、かつ、上記各ブロック
の対応する帯域に応じて重み付けがなされるように上記
ビット配分率を決定するステップを含むことを特徴とす
る。

また、本発明に係る第４のディジタル信号処理方法
は、第１のディジタル信号処理方法において、上記各ブ
ロックの対応する帯域に応じて、上記抽出する成分の個
数を切り換えることを特徴とする。

本発明に係る第１のデータ記録媒体は、圧縮データを
記録したデータ記録媒体において、入力信号を時間と周
波数について細分化した複数のブロックから、各ブロッ
ク毎に、各ブロック内の成分の大きいものから順に単数
又は複数の成分を抽出し、上記抽出された成分を除いた
各ブロックの成分の大きさと、上記抽出された成分の大
きさの差分に基づいて上記各ブロックへのビット配分率
を決定し、上記ビット配分率に基づいて各ブロックの成
分を量子化して圧縮データを生成し、上記圧縮データを
記録媒体に記録することにより形成されることを特徴と
する。

また、本発明に係る第２のデータ記録媒体は、第１の
データ記録媒体において、上記各ブロック内の成分を、
当該ブロック内の代表値によって正規化するステップを
更に含んで形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る第３のデータ記録媒体は、第１の
データ記録媒体において、上記各ブロックの成分の大き
さに基づき、かつ、上記各ブロックの対応する帯域に応
じて重み付けがなされるように上記ビット配分率を決定
するステップを更に含んで形成されることを特徴とす
る。

また、本発明に係る第４のデータ記録媒体は、第１の
データ記録媒体において、上記各ブロックの対応する帯
域に応じて、上記抽出する成分の個数を切り換えるステ
ップを更に含んで形成されることを特徴とする。

すなわち、本発明では、入力信号を時間と周波数につ
いて細分化した複数のブロックから、各ブロック毎に、
各ブロック内の成分の大きいものから順に単数又は複数
の成分を抽出し、上記抽出された成分を除いた各ブロッ
クの成分の大きさと、上記抽出された成分の大きさの差
分に基づいて上記各ブロックへのビット配分率を決定
し、上記ビット配分率に基づいて各ブロックの成分を量
子化して圧縮データを生成することにより、圧縮の効率
の低下を防ぐことができ、同一のビットレートにおいて
はより良好な音質を得ることができるようになり、又、
同一の音質においてはより低いビットレートでの記録、
伝送等を実現することが可能となる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明に係るディジタル信号処理装置の一実
施例としての圧縮データの記録再生装置（ディスク記録
再生装置）の構成例を示すブロック回路図である。

図２は、本実施例のビットレート圧縮符号化に使用可
能な高能率圧縮符号化エンコーダの一具体例を示すブロ
ック回路図である。

図３は、ビット圧縮の際の直交返変換ブロックの構造
を表す図である。

図４は、直交変換ブロックサイズを決定する回路の構
成例を示すブロック回路図である。

図５は、時間的に隣接する直交変換ブロックの時間的
長さの変化と直交変換時に用いるウィンドウ形状の関係
を示す図である。

図６は、直交変換時に用いるウィンドウの形状の詳細
例を示す図である。

図７は、ビット配分演算機能を実現する適応ビット割
当回路の例を示すブロック回路図である。

図８は、ピーク成分依存したビット配分の効果を表す
図である。

図９は、比較的平坦且つノイズ状のスペクトラムを持
つ信号を入力した際のビット配分を示す図である。

図10は、ピーク成分を持つ信号を入力した際のビット
配分を示す図である。

図11は、上記実施例のビットレート圧縮符号化に使用
可能な高能率圧縮符号化デコーダの一具体例を示すブロ
ック回路図である。

発明を実施するための最良の形態 先ず、図１は、本発明のディジタル信号処理装置（圧
縮データ記録及び／又は再生装置９）の一実施例の概略
構成を示すブロック回路図である。

図１に示す圧縮データ記録及び／又は再生装置９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。

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。

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71に供給する。

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、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。

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、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。

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、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。

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（Adaptive Transform
Coding）PCM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、ビット圧
縮（データ圧縮）処理を行う。ここではその圧縮率を４
倍として説明するが、本実施例はこの倍率には依存しな
い構成となっており、応用例により任意に選択が可能で
ある。

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6
3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−DAフォーマットのデータ転
送速度（75セクタ／秒）の1/4、すなわち18.75セクタ／
秒に低減されており、この圧縮データがメモリ14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４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４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14においては、上記ビット圧
縮レートに応じた18.75（＝75/4）セクタ／秒の低い転
送速度で連続的に書き込まれた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18.75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。

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。

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（パリティ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。

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２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。

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（CD:COMPACT DISC）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。

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オーディオデー
タを、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。

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正規の75セク
タ／秒の転送速度18.75セクタ／秒で連続的に読み出さ
れる。

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18.75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57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もしくは光ディスク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。

メモリ72から18.75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、ATCデーダを４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。

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。

次に、ATCエンコーダ63における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２以降を参照しな
がら説明する。

図２に示す具体的な高能率符号化装置では、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
ク単位でフローテイング処理を行っている。

即ち、図２において、入力端子200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PC
M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201により０〜11
kHz帯域と11kHz〜22kHz帯域とに分割され、０〜11kHz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202により０〜5.5kHz帯域と5.5kHz〜11kHz帯域と
に分割される。帯域分割フィルタ201からの11kHz〜22kH
z帯域の信号は直交変換回路の一例であるMDCT回路203に
送られ、帯域分割フィルタ202からの5.5kHz〜11kHz帯域
の信号はMDCT回路204に送られ、帯域分割フィルタ202か
らの０〜5.5kHz域の信号はMDCT回路205に送られること
により、それぞれMDCT処理される。

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 of Speech
In Subbands Bell Syst.Tech.J.Vol.55,No.8 1976に、
述べられている。また、ICASSP 83,Boston Polyphase Q
uadrature Filters−A New Subband Coding Technique
Joseph H.Rothweilerには等バンド幅のフィルタ分割手
法が述べられている。

さらに、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（FFT）、コサ
イン変換（DCT）、モディファイドDCT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。上記MDCTについてはICASSP 1987 Subband/Tran
sform Coding Using Filter Bank Designs Based On Ti
me Domain Aliasing Cancellation J.P.Princen A.B.Br
adley Univ.of Surrey Royal Melbourne Inst.Of Tech.
に述べられている。

ここで、各MDCT回路203、204、205に供給する各帯域
毎のブロックについての標準的な入力信号に対する具体
例を図３に示す。この図３の具体例においては、３つの
フィルタ出力信号は、各帯域ごとに独立に各々複数の直
交変換ブロックサイズを持ち、信号の時間特性、周波数
分布等により時間分解能を切り換えられる様にしてい
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11.6mS、即ち、図３における（Ａ）Lo
ng Modeと大きくし、信号が非定常的である場合には、
直交変換ブロックサイズを更に２分割、４分割とする。
図３における（Ｂ）Short Modeのごとく、すべてを４
分割で2.9mSとする場合や、図３における（Ｃ）Middle
Mode Ａ、（Ｄ）Middle Mode Ｂのごとく、一部を
２分割で5.8mS、１部を４分割で2.9mSの時間分解能とす
ることで、実際の複雑な入力信号に適応するようになっ
ている。この直交変換ブロックサイズの分割は処理装置
の規模が許せば、さらに複雑な分割を行なうと、より効
果的なことは明白である。このブロックサイズの決定は
図２におけるブロックサイズ決定回路206、207、208で
決定され、各MDCT回路203、204、205に伝えられるとと
もに、該当ブロックのブロックサイズ情報として出力端
子216、217、218より出力される。

次に、ブロックサイズ決定回路の詳細を図４に示す。
ここでは図２におけるブロック決定回路206を例に説明
する。図２におけるQMF201の出力のうち、11kHz〜22kHz
の出力は図４における入力端子401を介してパワー算出
回路404に送られる。さらに、図２におけるQMF202の出
力のうち、5.5kHz〜11kHzの出力は図４における入力端
子402を介してパワー算出回路405へ、０〜5.5kHzの出力
は図４における入力端子403を介してパワー算出回路406
へとそれぞれ送られる。また、図２におけるブロックサ
イズ決定回路207、208は図４における入力端子401、40
2、403へ入力される信号がブロックサイズ決定回路206
の場合と異なるだけで、動作は同一である。各ブロック
サイズ決定回路206、207、208におけるそれぞれの入力
端子401、402、303はマトリクス構成となっており、即
ち、ブロックサイズ決定回路207の入力端子401には図２
におけるQMF202の5.5kHz〜11kHzの出力が接続されてお
り、同入力端子402には０〜5.5kHzの出力が接続されて
いる。ブロックサイズ決定回路208についても、同様で
ある。

図４において、各パワー算出回路404、405、406は入
力された時間波形を一定時間、積分することによって、
各周波数帯域のパワーを求めている。この際、積分する
時間幅は上述の直交変換ブロックサイズのうち、最小時
間ブロック以下である必要がある。また、上述の算出法
以外、例えば直交変換ブロックサイズの最小時間幅内の
最大振幅の絶対値あるいは振幅の平均値を代表パワーと
して用いても同様の効果が得られる。パワー算出回路40
4の出力は変化分抽出回路408及びパワー比較回路409
に、パワー算出回路405、406の出力はパワー比較回路40
9にそれぞれ送られる。変化分抽出回路408ではパワー算
出回路404より送られたパワーの微係数を求めてパワー
の変化情報として、ブロックサイズ１次決定回路410及
びメモリ407へ送る。メモリ407では、変化分抽出回路40
8より送られたパワーの変化情報を上述の直交変換ブロ
ックサイズの最大時間以上、蓄積する。これは時間的に
隣接する直交変換ブロックが直交変換の際のウィンドウ
処理により、互いに影響を与え合うため、時間的に隣接
する１つ前のブロックのパワー変化情報をブロックサイ
ズ１次決定回路410において必要とするためである。ブ
ロックサイズ１次決定回路410では変化分抽出回路408よ
り送られた該当ブロックのパワー変化情報とメモリ407
より送られた時間的に隣接する該当ブロックの１つ前の
ブロックのパワー変化情報をもとに、該当する周波数帯
域内のパワーの時間的変位から該当する周波数帯域の直
交変換ブロックサイズを決定する。この際、一定以上の
変位が認められた場合、より時間的に短い直交変換ブロ
ックイサイズを選択するわけであるが、その変位点は固
定でも効果は得られる。さらに周波数に比例した値、即
ち、周波数が高い場合は大きな変位によって時間的に短
いブロックサイズとなり、周波数が低い場合は、高い場
合のそれに比べ小さな変位で時間的に短いブロックサイ
ズに決定されると、より効果的である。この値はなめら
かに変化することが望ましいが、複数段階の階段状の変
化であっても、構わない。以上のように決定されたブロ
ックサイズはブロックサイズ修正回路411へ伝送され
る。

一方、パワー比較回路409において、各パワー算出回
路404、405、406より送られた各周波数帯域のパワー情
報を同時刻及び時間軸上でマスキング効果の発生する時
間幅で比較を行ない、パワー算出回路404の出力周波数
帯域に及ぼす他の周波数帯域の影響を求め、ブロックサ
イズ修正回路411へ伝送する。ブロックサイズ修正回路4
11ではパワー比較回路409より送られたマスキング情報
及びディレイ群412、413、414の各タップから送られた
過去のブロックサイズ情報を基に、ブロックサイズ１次
決定回路410より送られたブロックサイズをより時間的
に長いブロックサイズを選択するよう修正をかけ、ディ
レイ412及びウィンドウ形状決定回路415へ出力してい
る。ブロックサイズ修正回路411における作用は、該当
周波数帯域においてプリエコーが問題となる場合でも、
他の周波数帯域、特に該当周波数帯域より低い帯域にお
いて、大きな振幅を持つ信号が存在した場合、そのマス
キング効果により、プリエコーが聴感上問題とならな
い、あるいは問題が軽減される場合があるという特性を
利用している。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
マスキィング効果と、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。

次に、ディレイ群412、413、414では過去の直交変換
ブロックサイズを順に記録しておき、各タップ、即ち、
ディレイ群412、413、414の出力より、ブロックサイズ
決定回路411へ出力している。同時に、ディレイ412の出
力は出力端子417へ、ディレイ群412、413の出力はウィ
ンドウ形状決定回路415へ接続している。このディレイ
群412、413、414からの出力はブロックサイズ修正回路4
11においてより長い時間幅でのブロックサイズの変化を
該当ブロックのブロックサイズの決定に役立てる働き、
例えば、過去頻繁により時間的に短いブロックサイズが
選択されている場合は、時間的に短いブロックサイズの
選択を増やし、過去において時間的に短いブロックサイ
ズの選択がなされてない場合においては、時間的に長い
ブロックサイズの選択を増やす等の判断を可能としてい
る。なお、このディレイ群はウィンドウ決定回路415及
び出力端子417に必要なディレイ412、413を除けば、そ
のタップ数は装置の実際的な構成、規模により増減させ
て用いられる場合もある。ウィンドウ形状決定回路415
ではブロックサイズ修正回路411の出力、即ち、該当ブ
ロックの時間的に隣接する１つ後のブロックサイズとと
ディレイ412の出力、即ち、該当ブロックのブロックサ
イズとディレイ413の出力、即ち、該当ブロックの時間
的隣接する１つ前のブロックサイズとから、上述の図２
における各MDCT回路203、204、205において使用される
ウィンドウの形状を決定し、出力端子416へ出力する。
図４における出力端子417、即ち、ブロックサイズ情報
と出力端子416、即ち、ウィンドウ形状情報が、図２に
おけるブロックサイズ決定回路206、207、208の出力と
して各部へ接続される。

ここでウィンドウ形状決定回路415において決定され
るウィンドウの形状について説明する。図５に隣接する
ブロックとウィンドウの形状の様子を示す。図５のａ〜
ｃより判るように、図中点線及び実線で示すように直交
変換に使用されるウィンドウは時間的に隣接するブロッ
クとの間で重複する部分があり、本実施例では、隣接す
るブロックの中心まで重複する形状を採用しているた
め、隣接するブロックの直交変換サイズによりウィンド
ウの形状が変化する。

図６には上記ウィンドウ形状の詳細を示す。図６にお
いてウィンドウ関数ｆ（ｎ）、ｇ（ｎ＋Ｎ）は次式
（１）を満たす関数として与えられる。

ｆ(ｎ)×ｆ(Ｌ−１−ｎ)＝ｇ(ｎ)×ｇ(Ｌ−１−ｎ) ｆ（ｎ）×ｆ（ｎ）＋ｇ（ｎ）×ｇ（ｎ）＝１ ・・・（１） ０≦ｎ≦Ｌ−１。

この式（１）におけるＬは、隣接する変数ブロック長
が同一であればそのまま変換ブロック長となるが、隣接
する変数ブロック長が異なる場合は、より短いほうの変
換ブロック長をＬとし、より長い変換ブロック長をＫと
すると、ウィンドウが重複しない領域においては、次式
（２）として与えられる。

ｆ（ｎ）＝ｇ（ｎ）＝１ Ｋ≦ｎ≦3K/2−L/2 ｆ（ｎ）＝ｇ（ｎ）＝０ 3K/2＋Ｌ≦ｎ≦2K ・・・（２） この様にウィンドウの重複部分をできる限り長く取る
ことにより、直交変換の際のスペクトルの周波数分解能
を良好なものとしている。以上の説明から明らかな様
に、直交変換に使用するウィンドウの形状は時間的に連
続する３ブロック分の直交変換サイズが確定した後、決
定される。従って、図４における入力端子401、402、40
3から入力される信号のブロックと出力端子416、417か
ら出力される信号のブロックは本実施例において１ブロ
ック分の差異を生じている。

また、図４におけるパワー算出回路405、406及びパワ
ー比較回路409を省略しても図２におけるブロックサイ
ズ決定回路206、207、208を構成することは可能であ
る。さらに、ウィンドウの形状を直交変換ブロックの取
りうる時間的に最小のブロックサイズに固定することに
よってその種類を１種類とし、図４におけるディレイ群
412、413、414及びブロックサイズ修正回路411ならびに
ウィンドウ形状決定回路415を省略して構成することも
可能である。特に、処理時間の遅延を好まない応用例に
おいては上述の省略により遅延の少ない構成となり、有
効に作用する。

再び図２において、各MDCT回路203、204、205にてMDC
T処理されて得られた周波数軸上のスペクトルデータあ
るいはMDCT係数データは、低域は周波数軸方向について
は、いわゆる臨界帯域（クリティカルバンド）をユニッ
トとし、時間軸方向については、上記ブロックサイズを
ユニットとするブロックフローティングユニット毎にま
とめられて、中高域はブロックフローティングの有効性
を考慮して、周波数軸方向については、臨界帯域幅を細
分化してユニットとし、時間軸方向については、上記ブ
ロックサイズをユニットとするブロックフローティング
ユニット毎にまとめられて、適応ビット割当符号化回路
210、211、213及びビット配分算出回路209に送られてい
る。このクリティカルバンドとは、人間の聴覚特性を考
慮して分割された周波数帯域であり、ある純音の周波数
近傍の同じ強さの狭帯域バンドノイズによって当該純音
がマスクされるときのそのノイズの持つ帯域のことであ
る。このクリティカルバンドは、高域ほど帯域幅が広く
なっており、上記０〜22kHZの全周波数帯域は例えば25
のクリティカルバンドに分割されている。

ビット配分算出回路209は、上記ブロックフローティ
ングユニットに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ブロックフローテ
ィングユニットのマスキング量を求め、このマスキング
量とブロックフローティングユニットのエネルギあるい
はピーク値等に基づいて、各ブロックフローティングユ
ニット毎に割当ビット配分率を求め、適応ビット割当符
号化回路210、211、212へ伝送している。適応ビット割
当符号化回路210、211、212では、各ブロックフローテ
ィングユニット毎に、スケールファクタ（例えばそのユ
ニット内の各成分の絶対値の最大値）を用いて正規化を
行うと共に、各ブロックフローティングユニット毎に割
り当てられたビット配分率と使用可能な総ビット数か
ら、実際に各ブロックフローティングユニットに割り当
てることの出来るビット数を算出し、これに応じて各ス
ペクトルデータ（あるいはMDCT係数データ）を量子化す
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213、214、215を介して取り出される。な
お、上記スケールファクタと、量子化ビット数を表すワ
ードレングスも上記出力端子213、214、215を介して出
力される。

ここで図７を用いて本発明のポイントであるビット配
分算出回路209の動作を説明する。図２におけるMDCT回
路203、204、205の各出力は、図７における入力端子700
に接続され、ピーク成分抽出回路701及び帯域毎エネル
ギ算出回路702に入力されている。ピーク成分抽出回路7
01では、各ブロックフローティングユニット内のMDCT係
数を絶対値の大きい順に並べ直し、該当ブロックフロー
ティングユニットの帯域幅に応じて大きいほうから順に
複数本（１本も含む）を抽出し、抽出された成分の２乗
和をブロックフローティングユニット内の全周波数成分
の本数で割ったもの（ピーク成分のエネルギ）を減算器
703及び差分算出器704へ出力している。

また、帯域毎エネルギ算出回路702では、各ブロック
フローティングユニット毎にMDCT係数の２乗平均を求め
ることによって、ブロックフローティングユニット内の
エネルギを算出し、減算器703へ出力している。この
際、２乗平均ではなく単純平均を求めても同様の効果が
得られる。（但し、この時は、ピーク成分抽出回路701
の出力も、抽出された成分の和をブロックフローティン
グユニット内の全周波数成分の本数で割ったものとする
必要がある。） 次に、減算器703では帯域毎エネルギ算出回路702の出
力から、ピーク成分成分抽出回路701の出力を減じて、
差分算出回路704へ出力している。即ち、この演算によ
り、各ブロックフローティングユニットのピーク成分を
除いたエネルギを算出していることとなる。

差分算出回路704では、ピーク成分を除いたエネルギ
とピーク成分のエネルギの差分を算出して、ピーク成分
依存ビット配分決定回路705へと出力している。本実施
例においては差分の演算は、事前に対数軸によって整数
化（ID化）を行い、IDによる差分を演算しているが、実
数で演算を行っても同様の効果が得られることは明白で
ある。

ピーク成分依存ビット配分決定回路705では、差分算
出回路704より、出力された差分データを基に、ピーク
成分に依存したビット配分率を決定する。本実施例で
は、周波数、ブロックフローティングユニットの周波数
幅、並びにピークのエネルギに依存した複数のパター
ン、例えば、より大きい信号に対してはより多くビット
を配分する様にしたパターンを用意して、テーブルによ
るビット配分率の決定を行っている。

ここで図８を用いてピーク成分に依存したビット配分
の効果について説明する。

ブロックフローティングユニット内のパワーないしは
エネルギに依存したビットの配分を考える際、ブロック
フローティングユニット内のピークのパワーないしエネ
ルギに注目した場合、図８における（ａ），（ｂ）は同
一のパワーないしエネルギを持つと判断され、ほぼ、同
一のビットが配分される。一方、ブロックフローティン
グユニット内の総エネルギあるいは平均エネルギに注目
すると、図８における（ａ）の方がより多いビットの配
分となる。しかしながら、図８における（ａ）の場合、
同図（ｂ）の場合と比較して、明らかにノイズ状であ
り、マスキング効果は、（ａ）の場合の方が高いと考え
られる。従って、図８においてはむしろ、（ｂ）の方が
より多いビット配分とした方が良好な結果が得られる場
合も生じる。本実施例においては、図８におけるΔＰ
（差分算出回路704の出力に相当する）を算出し、ビッ
ト配分に加味することによって良好な結果を得ている。
このことは例えば、R.H.Ehmer:Masking by tones vs no
ise bands,J.Acoust.Soc.Am.,31,1253,（1959）に述べ
られているような、マスクする音が純音とノイズの場合
とでは、マスキング効果の及ぶ範囲は殆ど変わらない
が、２純音による唸りが生じないために、ノイズの場合
の方がマスキング効果が高い、と言った聴覚的特性に基
づいている。

再び、図７において、固定ビット配分決定回路707に
おいて、帯域毎エネルギ算出回路702の出力と固定ビッ
ト配分パターン表706より、固定のビット配分率が決定
される。固定ビット配分率を決定するための固定ビット
割当パターン表706は複数個用意されており、信号性質
に応じて種々の選択をすることが出来る。実施例におい
ては処理ブロック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、種々のパターンを持
ち、帯域毎エネルギ算出回路702の出力により選択して
いる。特に本実施例では、全帯域にわたるエネルギの１
つの総和値について中低域と高域とのビット配分率を変
化させたパターンを複数個用意している。そして、帯域
毎エネルギ算出回路702の出力の全帯域にわたる総和値
の大きさが、小さいほど、高域への割当量が少ないパタ
ーンを選択するようにしている。これにより、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
し、良好な結果を得ている。また、本実施例では固定ビ
ット割当パターン表706の選択に帯域毎のエネルギを算
出して行っているが、フィルタなどが用いられている、
非ブロッキング周波数分割回路の出力、もしくはMDCT出
力を利用することも可能である。

以上の様にして求めた固定のビット配分率とピーク依
存のビット配分率は加算器708によって加算され、出力
端子709より、図２における適応ビット割当符号化回路2
10、211、212に出力される。

ここで、上述のビット配分の様子を図９（ｂ）、図10
（ｂ）に、また。それに対する入力された信号のMDCT係
数の様子を図９（ａ）、図10（ａ）に示す。図９、図10
においては、説明の便宜上、全帯域を12のブロックフロ
ーティングユニットに分けたとしてビットの配分を示し
ている。図９は、信号のスペクトルが、割合平坦且つノ
イズ状である場合を示しており、多量の固定ビット割当
分によるビット割当は、全帯域に渡り大きい信号雑音比
を取るために役立つ。本実施例においては、各ブロック
フローティングユニットのパワーに依存した形でビット
が割り当てられ、且つ、低域側に傾斜した配分でより多
くのビットが配分されるようにしている。従って、高域
側での信号雑音特性は劣化するが、低域側での信号雑音
特性は改善される。このことによって発生される高域側
の雑音は、元々、人間の耳の感度の周波数に対する依存
性から言って、低域の雑音に較べ聞こえにくい上、低域
側の信号によってマスクされるため、聴感上は大きな問
題にならない。

さらに、図10（ａ）に示されるスペクトルを持った信
号が入力された場合のビット割当の様子を同図（ｂ）に
示す。白色の矩形は固定的なパターンに基づいて各ブロ
ックに割り当てられたビット数、斜線の入った矩形は各
ブロックフローティングユニットの信号成分の大きさに
基づいて割り当てられたビット数を表しており、各ブロ
ックフローティングユニットにはこれらの和に相当する
ビット数が割り当てられる。ここで、これらの数値は整
数値でなく、実数値をとるように表されているが、これ
は途中の計算過程を表したものであり、最終的には、こ
れらの数値を、例えば、四捨五入することにより、各ブ
ロックフローティングユニットに対する割当ビット数を
求めればよい。図９の場合と同様に固定的ビット割当は
各ブロックフローティングユニットのパワー並びに周波
数による傾斜配分によってなされている。また、５番目
から10番目の帯域については、各ブロックフローティン
グユニット内に大きなピーク成分を持つため、ピーク成
分に依存したビットの配分が多く行われている。実際の
信号においては上記のごときスペクトルは、人工的な信
号では矩形波で、楽曲の中では、管楽器等、倍音成分が
比較的高域まで減衰せずに発せられている場合などに観
測される。

ここで注意すべき点は、本発明の方法による場合、例
えば、第９番目のブロックフローティングユニットには
第４番目のブロックフローティングユニットよりは少な
いビット数が割り当てられているが、例えば、第８番目
のブロックフローティングユニットなどよりは多くのビ
ットが割り当てられている事である。このようなビット
の割当は、各ブロックフローティングユニット中の信号
の大きさに依存し、且つ、周波数に応じた重み付等の手
法を用いたビット割り当てを行っても実現できず、各ブ
ロックフローティングユニット内のピーク成分と他の成
分に注目してビットの配分を決定することによって可能
となる。

なお、この実施例では、MDCTの結果得られるスペクト
ルは100Hz以下の低域において、高々、数本程度しか得
られないものと仮定した。このような場合には、計算に
よって得られた低域側の各スペクトルには、それよりも
高域の周波数に相当するような信号も多く混在するた
め、低域側には十分多くのビット数を割り当てる必要が
ある。このため、近似的には、各ブロックフローティン
グユニットの信号成分の大きさに基づいて割り当てられ
るビットは、低域側ほど多く割り当てられるようにして
よい。しかし、スペクトルを求める区間をもっと長くと
り、例えば、100Hz以下のスペクトルを十分に密に得る
ことができる高能率符号化装置であれば、人間の耳の感
度が低い、例えば50Hz以下に相当するスペクトルに対す
る、信号の大きさに依存するビットの割当が、それ以上
の帯域の信号に対するビットの割当より少なくなるよう
にしてもよい。

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（正規化
及び量子化）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。

図11は図１におけるATCデコーダ73、即ち、上述のご
とく高能率符号化された信号を再び復号化するための復
号回路を示している。各帯域の量子化されたMDCT係数、
即ち、図２における出力端子213、214、215の出力信号
と等価のデータは、復号回路入力107に与えられ、使用
されたブロックサイズ情報、即ち、図２における出力端
子216、217、218の出力信号と等価のデータは、入力端
子108に与えられる。適応ビット割当復号化回路106では
スケールファクタ及びワードレングスを用いて逆量子化
と正規化を行う。次に逆直交変換（IMDCT）回路103、10
4、105では周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変換さ
れる。これらの部分帯域の時間軸上信号は、帯域合成フ
ィルタ（IQMF）回路102、101により、全帯域信号に復号
化される。

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、上記の記録再生媒体と信号圧縮装置ある
いは伸張装置と、さらには、信号圧縮装置と伸張装置と
は一体化されている必要はなく、記録媒体を介せずに、
その間をデータ転送用回線や光ケーブル，光或いは電波
による通信等で結ぶ事も可能である。更に例えば、オー
デイオ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、本発明のデータ記録媒体は、上記ディジタル信
号処理装置により圧縮されたデータを記録することで、
記録容量の有効利用が図れる。また、本発明のデータ記
録媒体としては、上述した光ディスクのみならず、磁気
ディスク、ICメモリ及びそのメモリを内蔵するカード
や、磁気テープ等の各種記録媒体とすることもできる。

産業上の利用可能性 以上の説明からも明らかなように、本発明では、入力
信号を時間と周波数について細分化した複数のブロック
から、各ブロック毎に、各ブロック内の成分の大きいも
のから順に単数又は複数の成分を抽出し、上記抽出され
た成分を除いた各ブロックの成分の大きさと、上記抽出
された成分の大きさの差分に基づいて上記各ブロックへ
のビット配分率を決定し、上記ビット配分率に基づいて
各ブロックの成分を量子化して圧縮データを生成するこ
とにより、例えば倍音を多く含むような入力信号に対
し、聴覚的にも望ましいビットの配分の手法を実現で
き、したがって、聴感上、音質の勝れた高能率な圧縮、
伸張を行うことができる。また、本発明のディジタル信
号処理装置で圧縮したデータを記録するデータ記録媒体
は、従来のものよりも記憶容量の有効利用が図れること
になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/30

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル信号を圧縮して記録又は伝送す
   るディジタル信号処理装置において、 入力信号を時間と周波数について細分化した複数のブロ
   ックから、各ブロック毎に、各ブロック内の成分の大き
   いものから順に単数又は複数の成分を抽出する抽出手段
   と、 上記抽出された成分を除いた各ブロックの成分の大きさ
   と、上記抽出された成分の大きさの差分に基づいて上記
   各ブロックへのビット配分率を決定するビット配分手段
   と、 上記ビット配分率に基づいて各ブロックの成分を量子化
   して、圧縮データを生成する符号化手段とを有すること
   を特徴とするディジタル信号処理装置。
2. 【請求項２】上記符号化手段は、上記各ブロック内の成
   分を、当該ブロック内の代表値によって正規化すること
   を特徴とする請求項１に記載のディジタル信号処理装
   置。
3. 【請求項３】上記ビット配分手段は、更に、上記各ブロ
   ックの成分の大きさに基づき、かつ、上記各ブロックの
   対応する帯域に応じて重み付けがなされるように上記ビ
   ット配分率を決定することを特徴とする請求項１に記載
   のディジタル信号処理装置。
4. 【請求項４】上記抽出手段は、上記各ブロックの対応す
   る帯域に応じて、上記抽出する成分の個数を切り換える
   ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号処理
   装置。
5. 【請求項５】ディジタル信号を圧縮して記録又は伝送す
   るディジタル信号処理方法において、 入力信号を時間と周波数について細分化した複数のブロ
   ックから、各ブロック毎に、各ブロック内の成分の大き
   いものから順に単数又は複数の成分を抽出し、 上記抽出された成分を除いた各ブロックの成分の大きさ
   と、上記抽出された成分の大きさの差分に基づいて上記
   各ブロックへのビット配分率を決定し、 上記ビット配分率に基づいて各ブロックの成分を量子化
   して圧縮データを生成することを特徴とするディジタル
   信号処理方法。
6. 【請求項６】上記各ブロック内の成分を、当該ブロック
   内の代表値によって正規化するステップを更に含むこと
   を特徴とする請求項５に記載のディジタル信号処理方
   法。
7. 【請求項７】上記各ブロックの成分の大きさに基づき、
   かつ、上記各ブロックの対応する帯域に応じて重み付け
   がなされるように上記ビット配分率を決定するステップ
   を含むことを特徴とする請求項５に記載のディジタル信
   号処理方法。
8. 【請求項８】上記各ブロックの対応する帯域に応じて、
   上記抽出する成分の個数を切り換えることを特徴とする
   請求項５に記載のディジタル信号処理方法。
9. 【請求項９】圧縮データを記録したデータ記録媒体にお
   いて、 入力信号を時間と周波数について細分化した複数のブロ
   ックから、各ブロック毎に、各ブロック内の成分の大き
   いものから順に単数又は複数の成分を抽出し、 上記抽出された成分を除いた各ブロックの成分の大きさ
   と、上記抽出された成分の大きさの差分に基づいて上記
   各ブロックへのビット配分率を決定し、 上記ビット配分率に基づいて各ブロックの成分を量子化
   して圧縮データを生成し、 上記圧縮データを記録媒体に記録することにより形成さ
   れることを特徴とするデータ記録媒体。
10. 【請求項１０】上記各ブロック内の成分を、当該ブロッ
    ク内の代表値によって正規化するステップを更に含んで
    形成されることを特徴とする請求項９に記載のデータ記
    録媒体。
11. 【請求項１１】上記各ブロックの成分の大きさに基づ
    き、かつ、上記各ブロックの対応する帯域に応じて重み
    付けがなされるように上記ビット配分率を決定するステ
    ップを更に含んで形成されることを特徴とする請求項９
    に記載のデータ記録媒体。
12. 【請求項１２】上記各ブロックの対応する帯域に応じ
    て、上記抽出する成分の個数を切り換えるステップを更
    に含んで形成されることを特徴とする請求項９に記載の
    データ記録媒体。