JP3304750B2

JP3304750B2 - ロスレス符号装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス符号復号装置

Info

Publication number: JP3304750B2
Application number: JP07269396A
Authority: JP
Inventors: 直樹江島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: JPH09261066A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル信号を高品
質で劣化無く伝送するためのロスレス符号装置とロスレ
ス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス符号復号装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスクやＤＡＴ等デジタル
信号による音楽の記録再生が広く行なわれている。例え
ばコンパクトディスクはサンプリング周波数４４.１kH
z、１６ビットの直線符号方式で記録している。この方
式では２２.０５kHzを超える音の再生も、９８ｄＢを超
えるダイナミックレンジを得ることも原理的に不可能で
ある。生演奏の楽器から発生する音響信号には２２.０
５kHzを超える成分を含んでいるにも関わらず、可聴帯
域外であることを理由にこの成分を再生する必要がない
とされていた。ところが近年、超高音が人間の脳波であ
るα波を活性化する可能性についての研究がなされてお
り、超高音が脳波に何らかの作用があると考えられ始め
てきた。人間に聴こえるかどうかは個体差もあって一概
には言えないが何らかの身体的生理的な影響や効果があ
ること、および将来の文化遺産としてより高音質なもの
を残すために再生信号における超高域成分が重要である
ことが指摘されている。また、実際の音のダイナミック
レンジは１００ｄＢを超え１３０ｄＢに到るものが存在
することに対して、これを直線符号の１６ビットで表現
した場合のクリップ歪が生じやすいこと、および特に信
号の小さい領域で量子化誤差による歪みが音の濁りとな
ることなどからダイナミックレンジが不足していること
が指摘されている。

【０００３】そこで、誠文堂新光社発行、無線と実験誌
１９９５年２月号第１００〜１０１頁に示されるよう
に、１６ビットデータのＬＳＢを用い、このビットに２
２.０５kHz以上の音楽信号情報をＡＤＰＣＭを用いて記
録するという方法（方式１とする）や、アイエー出版社
発行、ラジオ技術誌１９９１年４月号第１４７〜１５０
頁に示されるように、ノイズシェーピングを用いて量子
化ノイズを１５kHz〜２２.０５kHzに追いやり、聴感上
のダイナミックレンジを改善する方法（方式２とする）
が提案されている。

【０００４】また、次世代のフォーマットとして、近年
高密度記録ディスクの実用化の開発が進み、ＤＶＤ（デ
ジタル・ビデオ・ディスクまたはデジタル・バーサタイ
ル・ディスク）のベースとして検討されたＳＤ（スーパ
ーデンシティ・ディスク）フォーマットがある。ＳＤフ
ォーマットのオーディオ部については、ＡＥＳ（エー・
イー・エス）発行、99th Convention 1995 October 6-9
New York 予稿番号4121(D-9)「The Application of
a New High-Density Optical Disc for Audio」に概要
が発表され、その中で、サンプリング周波数４８ｋHz・
１６ビットリニアＰＣＭからサンプリング周波数９６ｋ
Hz・２４ビットリニアＰＣＭと従来のＣＤの仕様を大き
く超えるＳＤフォーマット案の仕様が開示された。この
フォーマット案で再生周波数帯域約４５ｋＨｚ、ダイナ
ミックレンジ１４０ｄＢが達成可能となる見通しが得ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
研究「大橋力他：ＬＰとＣＤとの音質のちがいに
ついて−生理学的・感性科学的検討− 信学技報ＨＣ９
４−０６（１９９４−０６）電子情報通信学会」に見ら
れるように、ＬＰには５０ｋＨｚをうわまわり１００ｋ
Ｈｚに達する信号が再生可能な状態で記録されているこ
とが確認され、民族楽器ガムランのフォルテシモのパー
トでは５０ｋＨｚをうわまわり１００ｋＨｚに達するス
ペクトルが観測された。この研究結果からは、ＳＤフォ
ーマット案の約４５ｋＨｚの帯域でも、これらの音楽を
忠実に再現するにはなお帯域不足であると言わざるを得
ない。ＳＤフォーマット案においてサンプリング周波数
をさらに高く例えば仮に２４０ｋＨｚに拡張するとすれ
ば再生帯域が１００ｋＨｚ以上に伸びるが、そのために
必要な情報量はチャンネルあたり５．７６(Mbps)、２ｃ
ｈステレオでは１１．５２(Mbps)と膨大になる。そうす
るとＤＶＤの容量４．７ギガバイトをもってしても約５
０分しか記録できず、さらにビットレートの暫定割り当
て上限の６．７５(Mbps)を超え実用的でない。

【０００６】本発明は上記の問題を解決するもので、広
帯域でしかも高ダイナミックレンジを有するロスレス符
号装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレ
ス符号復号装置とを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明によるロスレス符号装置は、広帯域オーディオ
データを基底バンドと高域の復数のサブバンドに分割す
るサブバンド分割フィルタで各サブバンドに分割し、各
サブバンド毎にノイズフロアが高い時は所定のノイズマ
ージンを確保してビット数を低減するようにした。ま
た、前記各サブバンドの全部またはその中のいくつかの
サブバンドにおいて可逆変換可能なデータ圧縮を行なう
冗長圧縮部と、前記複数の冗長圧縮部の出力データをそ
れぞれ多重化するマルチプレクサから符号化データを取
り出すようにした。

【０００８】また、この目的を達成するために本発明に
よるロスレス復号装置は、入力符号化データから複数の
サブバンドデータと圧縮情報、タイムコードなどの付加
情報を再生するデマルチプレクサと、それぞれのサブバ
ンド毎にデータを復元する冗長復元部と、信号帯域情報
に応じてオーバサンプリング周波数を決定しオーバサン
プリングするオーバサンプリング部と、複数のサブバン
ドデータを合成して広帯域信号データを出力するサブバ
ンド合成フィルタとを備え広帯域オーディオデータを出
力するようにした。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のロスレス符号装置（以
下、単に符号装置と称す場合がある）は、万一最大の帯
域に及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時にはサ
ブバンドを信号帯域１２０ｋＨｚまで広げかつ２４ビッ
ト（１４４ｄＢ以上）まで割り当てる作用があり、超高
域ハイファイ信号として符号化できる潜在能力を持つ。
通常は各サブバンド毎にノイズフロアが高い時は所定の
ノイズマージンを確保してビット数を低減する作用があ
るのでノイズ成分ばかりのデータに無駄な情報を割り当
てないようにでき、収音時のシステムで決定されるノイ
ズフロアに応じた必要最少限のビットレートが割り当て
られる。また、各サブバンドの全部またはその中のいく
つかのサブバンドにおいて所定時間の信号ピークレベル
を検出してスケールファクタを決定し上位の冗長ランレ
ングスを除外して無駄なヘッドルームを無くして、入力
した広帯域オーディオデータをロスを全く発生させずに
必要最少限のビットレートに圧縮した符号が得られる。
また、各サブバンドごとに線形予測符号化およびエント
ロピー符号化によるロスレスデータ圧縮を行う。

【００１０】また、本発明のロスレス記録媒体は、上記
した符号を信号として記録できる。また、本発明のロス
レス復号装置（以下、単に復号装置と称する場合があ
る）は、上記した符号を信号として受信して、入力符号
化データから複数のサブバンドデータと圧縮情報、タイ
ムコードなどの付加情報を再生し、サブバンド毎に復元
し、信号帯域情報に応じてオーバサンプリング周波数を
決定しオーバサンプリングし、複数のサブバンドデータ
を合成して広帯域信号データを出力するので、伝送信号
の品質によって万一最大の帯域に及ぶ広帯域で高出力の
データが入力された時にはサブバンドを信号帯域１２０
ｋＨｚまで広げかつ２４ビット（１４４ｄＢ以上）まで
割り当てて超高域ハイファイ信号として符号化できる能
力を持ち、通常は各サブバンド毎にノイズフロアが高い
時は所定のノイズマージンを確保してビット数を低減す
る作用でノイズ成分ばかりのデータに無駄な情報を割り
当てないようにでき、サブバンドのスケールファクタを
決定し上位の冗長ランレングスを除外した高効率な広帯
域オーディオデータを出力できるものである。

【００１１】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明を行う。図１は、本発明の実施の形
態におけるロスレス符号装置を表すブロック図である。
図中、１０は入力した広帯域オーディオデータをｎ（ｎ
は２以上の整数）のサブバンドに分割するサブバンド分
割フィルタ、２０ないし２４はサブサンプリング部、１
１は線形予測符号器、３０は基底バンド符号処理部、３
１ないし３４は冗長なランレングスデータを圧縮する冗
長圧縮部、１６はエントロピー符号器またはΔΣ変調
器、１２はマルチプレクサ、１３は符号ディザ発生器、
１４は符号システム制御部である。入力するオーディオ
データの性質を表す情報として、ノイズフロア情報をノ
イズフロア情報入力端４２から、入力信号帯域情報を入
力信号帯域情報入力端４３から入力し、符号のモード情
報をモード情報入力端４４から入力する。広帯域オーデ
ィオデータを広帯域オーディオデータ入力端４１から入
力し、符号化データを符号化データ出力端４５から取り
出す。

【００１２】符号化データは伝送装置（図示しないが、
ここでは高密度光ディスクの書き込み装置とする）へ出
力し、記録フォーマットを形成して高密度光ディスクの
媒体（図１におけるロスレス記録媒体１５）に記録す
る。ロスレス記録媒体１５を再生手段（図示せず）で再
生し符号化データを復号して取り出す。

【００１３】図２は本発明の実施の形態におけるロスレ
ス復号装置を表すブロック図である。図中、５０は入力
した符号化データから複数のサブバンドおよび付加情報
を再生し分離データを取り出すデマルチプレクサ、５６
はエントロピー復号器またはΔΣ復調器、６０は基底バ
ンド復号処理部、６１ないし６４は冗長復元部、５１は
線形予測復号器、７０ないし７４はオーバーサンプリン
グ部、５２はサブバンド合成フィルタ、５４は復号シス
テム制御部である。ロスレス復号装置全体の動作を指令
するモード情報をモード情報入力端９４から復号システ
ム制御部５４に入力する。符号化データ入力端９１から
入力するデータに多重されるノイズフロア情報と入力信
号帯域情報をデマルチプレクサ５０で分離識別し、ノイ
ズフロア情報９２、入力信号帯域情報９３として復号シ
ステム制御部５４に入力する。これらの情報で復号シス
テム制御部５４は全体の動作を制御する。

【００１４】以上のように全体を構成した実施の形態に
おいて、各種のモードの場合について図面を参照して詳
細に説明する。まず、本実施の形態における第１のモー
ドのロスレス符号装置について符号動作を説明する。図
１において、モード情報入力端４４にモード情報を入力
して符号システム制御部１４により全体動作のモードを
設定する。広帯域オーディオデータ入力端４１より入力
信号（ここではサンプリング周波数を２４０ｋHz、語長
を２４ビットとしている）を入力する。これとは別に、
広帯域オーディオデータ作成時のスタジオ暗騒音ノイ
ズ、マイクアンプのノイズレベルおよびＡＤ変換器のス
ペック等の既知パラメータを基にして、有効な周波数帯
域とサブバンド２４ｋHz毎にノイズフロアを別途計算し
て、ノイズフロア情報と入力信号帯域情報を得、これら
を適時キー手段またはスイッチ手段（図示せず）などに
よって、それぞれノイズフロア情報入力端４２と入力信
号帯域情報入力端４３から入力される。また、モード情
報入力端４４には第１のモードすなわち広帯域オーディ
オモードの符号化要求を指令する情報が入力される。こ
れらの指令に基づいて符号システム制御部１４はサブバ
ンド分割フィルタ１０の設定を行う。サブバンド分割フ
ィルタ１０は５バンドすなわち基底バンドＢ０とサブバ
ンドＢ１ないしサブバンドＢ４に広帯域オーディオデー
タを帯域分割する。

【００１５】図３は第１のモードにおけるサブバンドの
分割およびサブサンプリング方法を示すスペクトル図で
ある。サブバンド分割フィルタ１０は基底バンドＢ０を
信号周波数２４ｋHzまで、サブバンドＢ１を信号周波数
２４ｋHzないし４８ｋHzの帯域、以降サブバンドＢ２か
らサブバンドＢ４までを順次１２０ｋHzまでの帯域に分
割する（図３（ａ））。好ましくは８倍以上のオーバー
サンプリング処理によるポリフェーズ・クォドラチャ・
ミラー・フィルタ（以下ＱＭＦという）で構成する。Ｑ
ＭＦとするのは、バンドのクロスオーバ付近で起こるエ
リアシング歪みをキャンセルできるようするためであ
る。

【００１６】以下、図１と図３を用いて説明する。サブ
バンド分割フィルタ１０の基底バンドＢ０の出力１００
の信号スペクトルは図３（ｂ）のＢ０となる。図３のfo
vsはＱＭＦのオーバーサンプリング周波数で３８４ｋHz
とした。サブバンド分割フィルタ１０の基底バンドＢ０
の出力１００はサブサンプリング部２０でサブサンプリ
ング周波数(fsub)４８ｋHzでサブサンプリングする。サ
ブサンプリングした信号スペクトルは図３(ｃ）の低域
データＳＢ０に変換する。同様にサブバンドＢ１、Ｂ
２，Ｂ３およびＢ４の信号スペクトル図３（ｄ）のＢ
１、同（ｆ）のＢ２、同（ｈ）のＢ３および同（ｊ）の
Ｂ４を、低域へサブサンプリングして、それぞれ図３
（ｅ）のＳＢ１、同（ｇ）のＳＢ２、同（ｉ）のＳＢ３
および同（ｋ）のＳＢ４とする。各サブバンドのビット
レートは共にサブサンプリング周波数４８ｋHzかつビッ
ト数２４ビットであるので１．１５２(Mbps)であり、基
底バンドからサブバンドＢ４まで総合した最大ビットレ
ートは５．７６(Mbps)である。

【００１７】図５は第１のモードにおけるサブバンドの
分割方法を表す図であり、図５において水平軸は信号周
波数、左の垂直軸は信号レベル、右の垂直軸は符号ビッ
ト数を表す。上記のようにしたため、万一最大の帯域に
及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時にはサブバ
ンドを信号帯域１２０ｋＨｚまで広げかつ２４ビット
（１４４ｄＢ以上）まで割り当てる作用があり、超高音
域に及ぶハイファイ信号を符号化できる能力を持つ。こ
の最大能力を保った上で、各サブバンド帯域の信号成分
に着目して、以下の３つないしは４つの方法手順により
ロスレス符号化を行う。

【００１８】まず１つの方法は、入力信号のノイズフロ
アを予め知って無駄な情報割り当てをしないようにする
ことである。近年の優れたスタジオ環境でも暗騒音とマ
イクアンプ熱雑音のため、収音の総合ダイナミックレン
ジは聴感補正なしでは高々１２０ｄＢ程度である。ま
た、２０ｋHzないし１００ｋHzの周波数帯域ではＡＤコ
ンバータの特性も厳しくなってダイナミックレンジがさ
らに狭くなり８０ｄＢ程度の確保がせいぜいである。今
後の画期的な発明が期待されるが、当面は緩やかなペー
スで改善が成されると予測する。

【００１９】図６は前記した当面の収音環境における広
帯域オーディオデータの収音ノイズフロアを示すととも
に、ノイズフロア情報入力端４２から読み込んだ情報を
もとに符号量子化ノイズを設定した例についてこれらの
関係を示す図である。図６において軸は図５と同じとし
た。符号システム制御部１４はノイズフロア情報入力端
４２から入力した情報から各サブバンドに所要の量子化
ステップサイズを定めてサブサンプリング部２０ないし
２４を制御する。基底バンドＢ０はＳＤフォーマット案
の中から選択したフォーマットに合わせ量子化ステップ
サイズ２４ビットとする。他に２０ビットおよび１６ビ
ットが選択可能である。サブバンドＢ１はこれに相当す
る帯域の収音ノイズフロアが−１０５ないし−１１５ｄ
Ｂであるため符号化量子化ノイズ−１３２ｄＢ以下が得
られる量子化ステップサイズ２２ビットとする。このよ
うに収音ノイズフロアに約２０ｄＢのマージンをとって
量子化ステップサイズのビット数を設定する。これは収
音ノイズフロアの下に埋もれた信号までをも忠実に符号
化するためである。同様にして、サブバンドＢ２ないし
サブバンドＢ４の量子化ステップサイズを決定し、それ
ぞれ量子化ビット数を２０、１８、１６ビットとする。

【００２０】量子化ステップサイズは収音システム固有
のものであるので、収音単位すなわちプログラムでは固
定にすることが好ましい。これらの量子化ステップサイ
ズ情報またはビット数情報を表す識別ＩＤを信号データ
とともに多重する。サブサンプリング部２０ないし２４
は信号データをサブサンプリング周波数(fsub)４８ｋHz
でサブサンプリングして低域変換を行うとともに、前記
所定の量子化ステップサイズで出力する。このようにマ
ージンを確保しつつノイズ成分ばかりのデータに無駄な
情報量を割り当てないようにすることで、収音システム
固有のノイズフロアに応じた必要最少限のビットレート
を割り当てる。図６における例で各サブバンドデータの
最大ビットレートは基底バンドＢ０が１．１５２(Mbp
s)、サブバンドＢ１は１．０５６(Mbps)、サブバンドＢ
２は０．９６０(Mbps)、サブバンドＢ３は０．８６４(M
bps)、サブバンドＢ４は０．７６８(Mbps)となる。総合
ビットレートは４．８００(Mbps)であり、図５に示す元
のビットレート５．７６(Mbps)の約８３％に削減でき
る。

【００２１】直線量子化の収音の場合には特に微小レベ
ルにおいて、信号の高調波成分と量子化雑音スペクトル
が干渉して耳障りな固有スペクトルを発生する恐れがあ
る。これを防止するため、符号ディザ発生器１３からの
ディザを加算し、前記固有のノイズスペクトルを散らす
ようにすれば、聴感効果を高める上でさらに好ましいも
のとなし得る。このために符号ディザ発生器１３の出力
を広帯域オーディオデータ入力端４１のデータに加える
ようにしてもよい。サブサンプリング部２０ないし２４
の出力は、冗長圧縮部３１ないし３４の圧縮効果を高め
るための前処理として線形予測符号器１１を介してもよ
い。線形予測符号器１１は基本作用を得るには無くとも
よいが、線形予測符号器１１を挿入して予測残差を符号
化すると、低域スペクトルのピークを抑える作用があ
り、信号スペクトル分布が低域集中かつ高域減衰型の場
合にスペクトルを平坦にすることができる。

【００２２】サブサンプリング部２０ないし２４または
線形予測符号器１１の出力は基底バンド符号処理部３０
および冗長圧縮部３１ないし３４に供給する。基底バン
ド符号処理部３０は入力データと同じ固定のスケールフ
ァクタとする。次に２つ目の方法について説明する。冗
長圧縮部３１ないし３４はサブバンドの信号レベルのピ
ークをプログラム単位であるいは所定時間毎に検出して
スケールファクタを設定し、上位ビットの冗長ランレン
グス部を削除し、上位ビットに代えてスケールファクタ
を伝送する。このようにして冗長なランレングスデータ
を圧縮する。

【００２３】さらに３つ目ないし４つ目の方法について
説明する。エントロピー符号器またはΔΣ変調器１６は
冗長圧縮部３１ないし３４からのサブバンドの信号デー
タを所定の時間区間で区切ってその中で現れるパターン
の出現頻度に応じて語長を設定した変換表を作りこの変
換表に基づいてデータ圧縮を行う。使用する変換表は複
数個作成し、圧縮率の高いものを選択使用するよう適応
処理を行う。このようにしてさらにデータ圧縮をする。
この圧縮も逆変換表により元のデータを再現できるロス
レス符号である。または、サブバンド毎にΔΣ変調をか
けるΔΣ変調器を介しても良く、この場合はサブバンド
データの語長をビットストリームに変換してΔΣ変調の
シェーピングフィルタで所要帯域のＤレンジを確保する
ものとする。

【００２４】次に実際の音楽を符号化する例について説
明する。図７は民族楽器ガムランのフォルテシモのパー
トで５０ｋHzをうわまわり１００ｋHzに達するスペクト
ルが観測されている例を示すものである。図７の太破線
はプログラム中でピークとなるレベルをプロットしたも
のである。このように自然界では１００ｋHzまでの成分
が観測されるものの高域になるに従い音のエネルギが減
少する傾向にある。冗長圧縮部３１ないし３４はそれぞ
れのサブバンドにおけるピークレベルを基にスケールフ
ァクタを求め上位冗長ランレングスを削除圧縮する。

【００２５】図７のようにサブバンドＢ１はスケールフ
ァクタ：４、以下順に８、１２、１３と設定する。この
結果、サブバンドＢ１は２２ビット中の４ビット削除し
て１８ビットで全情報を余すことなく表現できる。同様
に、サブバンドＢ２は１２ビットで、サブバンドＢ３は
７ビットで、サブバンドＢ４は４ビットで全情報を全く
劣化なしに表現できる。劣化なしの符号化をロスレス符
号化という。このようにスケールファクタ付きでロスレ
ス符号化したデータは、伝送後の復号化によって全く劣
化なしに全情報の復元が可能である。

【００２６】ここで、図７における各サブバンドデータ
の伝送ビットレートは基底バンドＢ０が１．１５２(Mbp
s)、サブバンドＢ１は０．８６４(Mbps)、サブバンドＢ
２は０．５７６(Mbps)、サブバンドＢ３は０．３３６(M
bps)、サブバンドＢ４は０．１９２(Mbps)となるので、
総合ビットレートは３．１２０(Mbps)である。これは図
５に示すノイズフロアおよびランレングス圧縮をしない
場合のビットレート５．７６(Mbps)の約５４％に削減で
きる。この結果、２チャンネルでも６．２４(Mbps)とな
って、ＳＤフォーマットの暫定割り当て上限である６．
７５(Mbps)を超えない。

【００２７】また、図８はクラシック音楽について符号
化する場合についてフォルテシモのパートのスペクトル
とビットレートの関係を示す図である。収音システム環
境は図７と同様としたのでノイズフロアおよび符号量子
化ステップサイズは同じにできるが、ガムラン音楽に比
較して高域のピークスペクトルが低いので冗長ランレン
グスの圧縮効果が一層大きい。図８において所要ビット
数とビットレートはそれぞれ、サブバンドＢ１は１５ビ
ット／０．７２(Mbps)、サブバンドＢ２は８ビット／
０．３８４(Mbps)、サブバンドＢ３は５ビット／０．２
４(Mbps)、サブバンドＢ４は４ビット／０．１９２(Mbp
s)となり、総合ビットレートは２．６８８(Mbps)とな
る。これは図５に示すノイズフロアおよびランレングス
圧縮をしない場合のビットレート５．７６(Mbps)の約４
７％に削減できる。この結果、２チャンネルでも５．３
７６(Mbps)となって、ＤＶＤの割り当て上限である約
６．７５(Mbps)を超えないし、ＤＶＤに入れる場合には
記録時間が約２時間となり実用的にも優れる。

【００２８】これまでの説明で基底バンドＢ０について
は圧縮せず１．１５２(Mbps)のままとしたのは、ＳＤの
オーディオ信号フォーマットと共通とするためである。
ＳＤフォーマットは、サンプリング周波数とビット数と
チャンネル数の組合せが次の通りである。サンプリング周波数：４８ｋHz、９６ｋHz ビット数：１６ビット、２０ビット、２４ビットチャンネル数：２〜８チャンネルそこで互換性確保の点から、基底バンドＢ０をこの中か
ら選択するようにするのが好ましい。これによってＳＤ
の基本フォーマットと基底バンドを共通のフォーマット
として扱い再生することができるようになり、共通部を
橋渡しとして相互互換性を確保することができる。すな
わち、ＳＤの基本フォーマットだけに対応するビデオプ
レーヤでも超ハイファイオーディオディスクのデータか
ら共通部のデータを取り出して再生できる互換性が生ま
れる。また、超ハイファイディスクプレーヤにおいては
ＳＤの基本フォーマットで記録されたＡＶディスクのオ
ーディオ信号再生部と基底バンド処理部を共通設計でき
る可能性が生まれコストダウンの面でも有利となる。

【００２９】図４は第２のモードにおけるサブバンドの
分割方法を図示したものである。基底バンドＢ０を信号
周波数４８ｋHzまで、サブバンドＢ１を信号周波数４８
ｋHzないし７２ｋHzの帯域、以降サブバンドＢ２からサ
ブバンドＢ３までを順次１２０ｋHzまでの帯域に分割す
る（図４（ａ））。ＱＭＦのオーバーサンプリング周波
数(fovs)を３８４ｋHzとする。サブバンド分割フィルタ
１０の基底バンドＢ０の出力１００の信号スペクトルは
図４（ｂ）になる。これをサブサンプリング周波数(fsu
b0)９６ｋHzでサブサンプリングした信号スペクトルは
図４(ｃ）になる。このように低域データに変換する。
同様にサブバンドＢ１、Ｂ２およびＢ３の信号スペクト
ルは図４の（ｄ）、（ｆ）および（ｈ）のようになり、
サブサンプリング周波数fsub1ないしfsub3で低域へサブ
サンプリングしたスペクトルはそれぞれ図４の（ｅ）、
（ｇ）および（ｉ）のようになる。

【００３０】図９は高音域のスペクトルが極めて大きい
ガムラン音楽のフォルテシモパートの信号を入力する場
合の第２のモードのロスレス符号装置における符号化特
性例を表す図である。図９の破線で示す広帯域オーディ
オデータを入力した場合、総合ビットレートは３．３６
(Mbps)となる。この値も前記したＳＤフォーマットの暫
定割り当て上限である２チャンネルで６．７５(Mbps)を
超えない。

【００３１】また、図１０は広帯域オーディオデータの
ビット数が２０ビットである場合の符号化特性例を示す
図である。ノイズフロア情報入力端４２からこの情報を
入力し、符号システム制御部１４でサブバンドをそれぞ
れ設定する。この場合は基底バンドＢ０も含めて最大２
０ビットとする。この場合の総合ビットレートは２．８
３２(Mbps)となる。

【００３２】同様に図１１は広帯域オーディオデータの
ビット数が１６ビットである場合の符号化特性例を示す
図である。この場合は基底バンドＢ０も含めて最大１６
ビットとする。この場合の総合ビットレートは２．２０
８(Mbps)となる。次に、図１２は広帯域オーディオデー
タの元のサンプリング周波数が９６ｋHzであって信号周
波数帯域が４８ｋHzである場合の符号化特性例を示す図
である。この場合は入力信号帯域情報入力端４３からこ
の情報を入力して符号システム制御部１４で所要サブバ
ンドを求め、サブバンド分割フィルタ１０およびサブサ
ンプリング部２０ないし２４の動作を制御する。基底バ
ンドＢ０とサブバンドＢ１だけにビットを割り当てサブ
バンドＢ２ないしサブバンドＢ４にはビットを割り当て
ないようにする。この場合の総合ビットレートは２．０
１６(Mbps)である。

【００３３】図１３は第３のモードのロスレス符号装置
における周波数分割方法を説明する図である。基底バン
ドＢ０の信号周波数帯域を４８ｋHz、サブバンドＢ１の
帯域を４８ｋHzないし１２０ｋHzの２つにして簡略化し
た実施の形態である。また、図１４は第４のモードのロ
スレス符号装置における周波数分割方法を説明する図で
ある。基底バンドＢ０の信号周波数帯域を２４ｋHz、サ
ブバンドＢ１の帯域を２４ｋHzないし１２０ｋHzの２つ
にして簡略化した実施の形態である。詳細な説明は略
す。

【００３４】また、以上の説明では、主に線形予測符号
化だけの場合であるがこれと同じくハフマン符号のエン
トロピー符号化を用いても圧縮効果があり、かつ可逆変
換であるのでロスレスのまま復号化できる。これらを任
意に組み合わせてもさらに好ましい圧縮効果が得られ
る。このようにして処理した基底バンドのデータ、ｎ個
のサブバンドのそれぞれのデータ、ｎ個のサブバンドに
おけるスケールファクタ、ディザを付加したか否かを表
すＩＤ、線形予測符号か否かを表すＩＤ、エントロピー
符号化をしたか否かを表すＩＤ、エントロピー符号器の
変換表の種類を示すＩＤおよびΔΣ変調をしたか否かを
表すＩＤなどをマルチプレクサ１２の中で一旦メモリな
どに格納し、メモリから順次データを読み出して時間多
重化することでＤＶＤに記録できるよう所定のデータフ
ォーマット（詳細な説明は省く）に変換した上で符号化
データ出力端４５から出力する。

【００３５】以上説明した各種モードの広帯域オーディ
オデータ出力は符号化データ出力端４５から伝送装置、
ここでは高密度光ディスクの書き込み装置（図示せず）
へ出力し、ＤＶＤ規格に合わせた記録フォーマットを形
成して高密度光ディスクの媒体（ロスレス記録媒体１
５）に記録する。この媒体を再生手段（図示せず）で再
生し復号信号を取り出す。

【００３６】次にロスレス復号装置の動作について詳し
く説明する。図２において、ロスレス復号装置全体の動
作を指令するモード情報をモード情報入力端９４から復
号システム制御部５４に入力する。また、符号化データ
入力端９１から入力するデータに多重されるノイズフロ
ア情報と入力信号帯域情報をデマルチプレクサ５０で分
離識別し復号システム制御部５４に入力する。これらの
情報で復号システム制御部５４は全体の動作を制御す
る。デマルチプレクサ５０は入力した符号化データから
複数のサブバンドおよびノイズフロア情報９２や入力信
号帯域情報９３などの各種ＩＤを再生し分離データを取
り出し復号システム制御部５４へ供給する。基底バンド
復号処理部６０は基底バンド専用の処理を行う。基底バ
ンドを除くサブバンドにおいて、エントロピー復号器ま
たはΔΣ復調器５６はこれらの符号圧縮処理の有無を表
すＩＤおよびパラメータにより動作を制御し、冗長復元
部６１ないし６４は冗長なランレングスデータを再生付
加して復元する。線形予測復号器５１は線形予測処理の
有無を表すＩＤにより動作をオンオフし、オーバーサン
プリング部７０ないし７４はサブバンドのデータをオー
バーサンプリングして、サブバンド合成フィルタ５２で
広帯域オーディオデータに合成し、広帯域オーディオデ
ータ出力端９５から広帯域オーディオデータを出力す
る。この後は広帯域高ビットのＤＡ変換器（図示せず）
で広帯域オーディオのアナログ信号を再生する。

【００３７】図７に示す民族楽器ガムラン音楽を記録し
たロスレス記録媒体を再生してロスレス復号する場合に
ついて説明する。図７のようにサブバンドＢ１はスケー
ルファクタ：４、以下順に８、１２、１３である。サブ
バンドＢ１は２２ビット中の４ビット削除して１８ビッ
トで全情報を表現しているので、ＬＳＢ側にノイズフロ
アの２ビットを付加しＭＳＢ側に冗長ヘッドールームの
４ビットをそれぞれ付加して２４ビットデータに復元す
る。同様に、サブバンドＢ２は１２ビット、サブバンド
Ｂ３は７ビット、サブバンドＢ４は４ビットで全情報を
表現しているのでそれぞれＬＳＢ側とＭＳＢ側にビット
を付加して２４ビットデータに復元する。このようにス
ケールファクタ付きでロスレス符号化したデータは伝送
および復号装置によって全情報の復元を行うので、劣化
を全く生じることがない。このようにして、各サブバン
ドデータの伝送ビットレートは基底バンドＢ０が１．１
５２(Mbps)、サブバンドＢ１は０．８６４(Mbps)、サブ
バンドＢ２は０．５７６(Mbps)、サブバンドＢ３は０．
３３６(Mbps)、サブバンドＢ４は０．１９２(Mbps)で総
合ビットレートは３．１２０(Mbps)であるが、これを図
５に示すようなビットレート５．７６(Mbps)のフル帯域
フルビットのデータに復元する。この広帯域オーディオ
データをサンプリング周波数２４０ｋHz ・２４ビット
の高性能ＤＡ変換器（図示せず）で広帯域オーディオア
ナログ信号に変換する。

【００３８】オーディオ再生装置の中でもポータブル型
や車載型の用途も多い。このような用途には小型・軽量
化とともに特に省電力が重要である。再生環境のノイズ
フロアが高いので収音時の高ダイナミックレンジを再現
しても無意味であることを考え合わせて、必要最小限の
ダイナミックレンジと周波数特性となるように復号信号
処理およびＤＡ変換器を所要性能のものとする。このよ
うな仕様の限定により処理量が減り、その結果として省
電力化できる。このために例えば省電力モードを選択設
定するキースイッチで省電力モードを設定する。省電力
モードでは有効周波数帯域７２ｋHz、有効語長１８ビッ
トを仕様とする。これらの仕様情報は復号システム制御
部５４から各部を制御することで達成される。図７に示
す民族楽器ガムラン音楽を記録したロスレス記録媒体を
再生してロスレス復号する場合について具体例を説明す
る。サブバンドＢ３およびサブバンドＢ４の処理を割愛
する。すなわち１２０ｋHzまでのサブバンドの例えば７
２ｋHzまでを再生するようにする。これにより冗長復元
部６１ないし６４とオーバーサンプリング部７０ないし
７４とサブバンド合成フィルタ５２の内、サブバンドＢ
３とサブバンドＢ４の部分が削減できる。またビット数
については最大ビット数を例えば１８ビットとすること
で基底バンド復号処理部６０、冗長復元部，オーバーサ
ンプリング部およびサブバンド合成フィルタ５２の演算
語長をそれぞれ１８ビット用に削減できる。これらの処
理レートと回路削減によってロスレス復号装置の消費電
力が抑えられる。

【００３９】次に、ＳＤフォーマットのＡＶディスクプ
レーヤすなわちサンプリング周波数とビット数の組合せ
が次の通りに限定した機器で本発明のロスレス記録媒体
を再生する場合について説明する。サンプリング周波数：４８ｋHz、９６ｋHz ビット数：１６ビット、２０ビット、２４ビットチャンネル数：２〜８チャンネル実施の形態の第１のモードの基底バンドＢ０をＳＤフォ
ーマットの４８ｋHz・２４ビット・２チャンネルと同様
とし、サブバンドＢ１ないしサブバンドＢ４をフレーム
化して残りの６チャンネルまでの領域に記録したロスレ
ス記録媒体とすることで、再生装置においてメインの２
チャンネルだけを再生することで基底バンドＢ０の再生
がＳＤフォーマットの仕様のみ対応する再生装置でもで
きるようになる。ＳＤの基本フォーマットだけに対応す
るＡＶディスクプレーヤでも超ハイファイディスクのデ
ータから共通部のデータを取り出して再生できる互換性
を実現する可能性が生まれる。

【００４０】さらに、本発明の実施の形態における復号
装置を搭載した再生機器において、ＳＤの基本フォーマ
ットの音が記録されたディスクを再生する場合、第１の
モードまたは第２のモードの基底バンドＢ０の処理部を
共用することができるようになる。基底バンド復号処理
部６０、オーバーサンプリング部７０を共用化してオー
ディオデータを出力することができる。

【００４１】図１５は、以上説明したＡＶディスク、本
発明の超ハイファイディスク、ＡＶディスクプレーヤお
よび本発明の超ハイファイディスクプレーヤの相互互換
性を図示したものである。本発明の実施の形態は、考え
うる最高の性能を実現するようその枠組みのフォーマッ
トと装置を構成したものである。この最大枠と当面実現
しうる環境の整備やデバイスおよび回路技術の到達仕様
との間には大きな距離がある。従って、当面は現実的な
仕様に基づくパラメータを設定して本発明のロスレス復
号装置、ロスレス記録媒体、ロスレス復号装置を生産販
売し、将来さらに良い環境で収音でき、さらに性能改善
したデバイスや回路が開発された時点で、基本フォーマ
ットはそのままにパラメータの変更をするだけで将来の
仕様改善ができる。従ってロスレス符号装置、ロスレス
記録媒体およびロスレス復号装置で独立してそれぞれの
仕様特性改善をすることができ、足並みを揃えて同時に
変更する必要がない。将来の仕様拡張性を織り込んだス
ケーラブルなフォーマットである。

【００４２】なお、冗長圧縮部３１ないし３４および冗
長復元部６１ないし６４は所定時間のピークレベルから
スケーリングして伝送する方法としたが他の圧縮方法で
も良いことは言うまでもなく、更に高度なもの、例えば
テーブル参照型ベクトル量子化を用いても良い。オーバ
ーサンプリング周波数３８４ｋHzもこれに限定したもの
ではなく、サブバンド分割フィルタ１０、サブバンド合
成フィルタ５２の動作および特性が得られれば他の周波
数であっても同様に効果の得られるものである。同様に
サブサンプリング周波数、符号装置の入力、出力ビット
数なども限定するものではない。また、サブバンドのバ
ンド幅も一様でなくともよいが、回路構成の簡単さのた
めには一様とするのが好ましい。

【００４３】また、本発明の実施の形態ではロスレス符
号装置とロスレス復号装置をそれぞれ分離したが、符号
時は、ディジタル信号プロセサとメモリでサブバンド分
割フィルタ１０、サブサンプリング部２０ないし２４、
基底バンド符号処理部３０、冗長圧縮部３１ないし３４
およびマルチプレクサ１２を構成動作させて符号出力を
得るとともに、復号時は、システム制御部の切り替によ
り動作モードを変更して、前記ディジタル信号プロセサ
とメモリでデマルチプレクサ５０、基底バンド復号処理
部６０、冗長復元部６１ないし６４、オーバーサンプリ
ング部７０ないし７４およびサブバンド合成フィルタ５
２を構成動作させて復号出力を取り出すことで符号復号
装置を構成できる。こうすると、例えば記録再生装置に
適用する場合にほとんどの回路を記録と再生で共用で
き、回路が簡素化できる効果を奏する。

【００４４】また、以上の説明では、主に線形予測符号
化だけの場合であるがこれと同じくハフマン符号のエン
トロピー符号化を用いても圧縮効果があり、かつ可逆変
換であるのでロスレスのまま復号化できる。これらを任
意に組み合わせてもさらに好ましい圧縮効果が得られ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、ノイズフロ
ア情報と信号帯域情報の入力をもとに復数のサブバンド
分割とリニアＰＣＭでのノイズフロアによるビット数低
減と、スケールファクタの決定による冗長ランレングス
の圧縮作用を働かせるようにしたので、万一最大の帯域
に及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時には自動
的に帯域を１２０ｋＨｚまで広げかつ２４ビットまで割
り当てて超高域ハイファイ信号として符号化できる能力
を保有しつつ、一方で自然界の音を効率的にロスレス符
号化する作用効果が得られる。また、この符号を媒体に
記録できる。また、復号装置はこの符号が記録された媒
体を再生して、ノイズフロアと冗長ランレングス情報を
基にもとの広帯域オーディオデータを得るようにしたた
め、技術進展に合わせて符号化パラメータをロスレス記
録媒体に書き込むことで復号装置を連動させるようにで
き、または再生機の所要帯域とビット数に応じて再生仕
様を限定変更することにより、より省電力で経済性にす
ぐれた復号装置を提供できる効果を奏する。以上の効果
の他に、以下のような具体的な作用効果がある。

【００４６】（イ）チャンネルあたり３．１２(Mbps)の
低ビットレートで、１４０ｄＢ以上の高ダイナミックレ
ンジとナイキスト周波数１２０ｋHzの広帯域の両特性を
同時に実現できる。言い換えると、微小レベルでの歪み
率悪化を原因とする音の濁りが無くなり、２０ｋＨｚか
ら１２０ｋHzまでの超高域信号の原音再生ができるよう
になり、４４．１ｋＨｚ１６ビットの限られた空間から
脱却し、限りなく透明で高域まで再生する自然な記録再
生とこの信号を記録する媒体および再生音場を実現でき
る。

【００４７】（ロ）音楽信号の中の超音波帯域のエネル
ギーは小さいので、冗長なランレングスを圧縮すること
により、信号が超高域のみまたは超高域成分が主の場合
には２４ビット精度でロスレス符号化できる。このこと
により、平均ビットレートの上昇を抑えられる。（ハ）さらに好ましくは、エントロピー符号またはΔΣ
変調およびこれらを組み合わせて所定のサブバンドデー
タを圧縮することにより、ランレングス圧縮との相乗作
用効果が得られ、平均ビットレートを低減する効果を一
層発揮できる。

【００４８】（ニ）再生帯域とダイナミックレンジの積
により所要ビットレートが決まるスケーラブル符号のた
め、当面実現できる最高性能のデバイス・回路は低ビッ
トレートで符号化でき、将来性能が改善されたら進展に
応じて自在にビットレートを調節して対応できる。（ホ）共通の媒体で、ポータブル型の省電力を狙った簡
略仕様の復号装置でも再生できる。

【００４９】（ヘ）基底バンドを従来のフォーマットと
同様かつ共通にできるので基底バンドの周波数帯域にお
いて従来フォーマットとの互換性が得られ、これを橋渡
しのフォーマットとすることで新メディアの共通部分は
従来の機器またはＤＶＤビデオプレーヤでも再生できる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるロスレス符号装置
を表すブロック図

【図２】同実施の形態におけるロスレス復号装置を表す
ブロック図

【図３】第１のモードにおけるサブバンドの分割および
サブサンプリング方法を示すスペクトル図

【図４】第２のモードにおけるサブバンドの分割および
サブサンプリング方法を示すスペクトル図

【図５】第１のモードにおけるサブバンドの分割方法と
最大割り当てビット数を表す図

【図６】同第１のモードにおいて収音ノイズフロアおよ
び符号量子化ノイズの関係を示す図

【図７】同第１のモードにおいて民族楽器ガムランのフ
ォルテシモのパートで１００ｋＨｚに達するスペクトル
が観測される例とこれを符号化する場合のビットレート
の関係を示す図

【図８】同第１のモードにおいてクラシック音楽につい
て符号化する場合のビットレートを示す図

【図９】第２のモードにおいて基底バンドＢ０を９６ｋ
Hz・２４ビットとした場合サブバンドの分割方法と最大
割り当てビット数を表す図

【図１０】広帯域オーディオデータのビット数が２０ビ
ットである場合の符号化特性例を示す図

【図１１】同、広帯域オーディオデータのビット数が１
６ビットである場合の符号化特性例を示す図

【図１２】広帯域オーディオデータの元のサンプリング
周波数が９６ｋHzであって信号周波数帯域が４８ｋHzで
ある場合の符号化特性例を示す図

【図１３】第３のモードのサブバンドの分割方法と最大
割り当てビット数を表す図

【図１４】第４のモードのサブバンドの分割方法と最大
割り当てビット数を表す図

【図１５】ＡＶディスク、本発明の超ハイファイディス
ク、ＡＶディスクプレーヤおよび本発明の超ハイファイ
ディスクプレーヤの相互動作の互換性を示す図

【符号の説明】

１０サブバンド分割フィルタ１１線形予測符号器１２マルチプレクサ１３符号ディザ発生器１４符号システム制御部１６エントロピー符号器またはΔΣ変調器２０〜２４サブサンプリング部３０基底バンド符号処理部３１〜３４冗長圧縮部５０デマルチプレクサ５１線形予測復号器５２サブバンド合成フィルタ５４復号システム制御部５６エントロピー復号器またはΔΣ復調器６０基底バンド復号処理部６１〜６４冗長復元部７０〜７４オーバーサンプリング部

───────────────────────────────────────────────────── 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 H03M 7/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】広帯域オーディオデータを入力し、前記
広帯域オーディオデータを所定数のサブバンドに分割す
るサブバンド分割フィルタと、前記サブバンド分割フィ
ルタの複数の出力をそれぞれサブサンプリングするサブ
サンプリング部と、各サブサンプリング部の少なくとも
１つにおいて可逆変換可能なデータ圧縮を行なう冗長圧
縮部と、各サブバンドの出力データをそれぞれ多重化し
て符号化データを出力するマルチプレクサとを備え、前
記冗長圧縮部は線形予測符号またはエントロピー符号ま
たはその両方を組み合わせることを特徴とするロスレス
符号装置。
【請求項２】広帯域オーディオデータを入力するとと
もに、前記広帯域オーディオデータのノイズフロア情報
と前記広帯域オーディオデータの信号帯域を表す情報を
入力し、前記信号帯域情報をもとに帯域分割幅および分
割数を決めかつ前記ノイズフロア情報を基にして各サブ
サンプリング部におけるそれぞれの量子化ステップサイ
ズを決定して全体動作を制御する符号システム制御部
と、前記広帯域オーディオデータを前記分割幅および分
割数のサブバンドに分割するサブバンド分割フィルタ
と、前記サブバンド分割フィルタの複数の出力をそれぞ
れサブサンプリングし前記量子化ステップサイズにする
サブサンプリング部と、各サブサンプリング部において
可逆変換可能なデータ圧縮を行なう冗長圧縮部と、各サ
ブバンドの出力データおよび前記符号システム制御部で
設定する符号化パラメータのデータをそれぞれ時間多重
化し符号化データを出力するマルチプレクサとを備えた
ロスレス符号装置。
【請求項３】冗長圧縮部は線形予測符号またはエント
ロピー符号またはその両方を組み合わせることを特徴と
する請求項２に記載のロスレス符号装置。
【請求項４】線形予測符号またはエントロピー符号ま
たはその両方を組み合わせたことを示す識別用の符号化
ＩＤを符号化データ出力に多重化して付加した請求項１
または３に記載のロスレス符号装置。
【請求項５】複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドの帯域幅を１０ｋＨｚないし４８ｋＨｚと
した請求項１ないし４のいずれかに記載のロスレス符号
装置。
【請求項６】複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドのサブサンプリング周波数を略３２ｋＨ
ｚ，４４．１ｋＨｚ，４８ｋＨｚ，８８．２ｋＨｚまた
は９６ｋＨｚとした請求項１ないし５のいずれかに記載
のロスレス符号装置。
【請求項７】サブバンドのサブサンプリング周波数を
略３２ｋＨｚ，４４．１ｋＨｚ，４８ｋＨｚ，８８．２
ｋＨｚまたは９６ｋＨｚとした請求項１ないし６のいず
れかに記載のロスレス符号装置。
【請求項８】複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドのサブサンプリング周波数と他のサブバン
ドのサブサンプリング周波数を同一とした請求項１ない
し７のいずれかに記載のロスレス符号装置。
【請求項９】複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドは、冗長があっても冗長圧縮を行わずに１
６ビットないし２４ビットのリニアＰＣＭとする請求項
１ないし８のいずれかに記載のロスレス符号装置。
【請求項１０】ノイズフロア情報は、録音スタジオの
暗騒音と収音マイクおよびマイクアンプのノイズ特性に
関する情報を含み、またはデジタルオーディオ出力を直
接接続する場合は前記デジタルオーディオ出力のサンプ
リング周波数および語長に関する情報を含み、またはミ
キシングコンソールや各種のエフェクタを使用する場合
にそれらのノイズ特性に関する情報を含み、結果として
符号システム制御部が入力データの総合のノイズ特性を
導き得るものであることを特徴とする請求項２に記載の
ロスレス符号装置。
【請求項１１】符号システム制御部は各サブバンドに
おいて、入力した情報から求めたノイズフロアより所定
のｄＢ値だけ低い符号量子化ノイズとなるようそのサブ
バンドの量子化ステップサイズを決定する請求項１０に
記載のロスレス符号装置。
【請求項１２】収音の量子化ノイズと符号化の量子化
ノイズが干渉するおそれのある場合、この干渉を散らし
て軽減する符号ディザを発生する符号ディザ発生器を備
える請求項１ないし１１のいずれかに記載のロスレス符
号装置。
【請求項１３】基底バンドとサブバンドをそれぞれ独
立のチャンネルに割り当てるようにした請求項１ないし
１２のいずれかに記載のロスレス符号装置。
【請求項１４】基底バンドデータを割り付ける独立チ
ャンネルをメインチャンネルとすることを特徴とする請
求項１３に記載のロスレス符号装置。
【請求項１５】入力符号化データから複数のサブバン
ドデータを再生するデマルチプレクサと、それぞれのサ
ブバンド毎にデータを復元する冗長復元部と、前記サブ
バンドデータをオーバーサンプリング処理するオーバー
サンプリング部と、複数のサブバンドデータを合成して
広帯域信号データを出力するサブバンド合成フィルタと
を備え、前記冗長復元部は線形予測符号の復号またはエ
ントロピー符号の復号またはその両方を組み合わせるこ
とを特徴とするロスレス復号装置。
【請求項１６】入力符号化データから多重化されてい
る複数のサブバンドデータとスケールファクタをそれぞ
れ分離再生するデマルチプレクサと、それぞれのサブバ
ンド毎に所定の時間区間のスケールファクタを基に冗長
ランレングスを復元する冗長復元部と、信号帯域情報に
応じてオーバサンプリング周波数を決定しオーバサンプ
リングするオーバサンプリング部と、複数のサブバンド
データを合成して広帯域信号データを出力するサブバン
ド合成フィルタとを備えたロスレス復号装置。
【請求項１７】冗長復元部は線形予測符号の復号また
はエントロピー符号の復号またはその両方を組み合わせ
ることを特徴とする請求項１６に記載のロスレス復号装
置。
【請求項１８】複数のサブバンドの内最下位のバンド
である基底バンドの帯域幅を１０ｋＨｚないし４８ｋＨ
ｚとした請求項１５ないし１７のいずれかに記載のロス
レス復号装置。
【請求項１９】基底バンドのサブサンプリング周波数
を３２ｋＨｚ，４４．１ｋＨｚ，４８ｋＨｚ，８８．２
ｋＨｚまたは９６ｋＨｚとした請求項１５ないし１７の
いずれかに記記載のロスレス復号装置。
【請求項２０】基底バンドだけはスケールファクタに
よる上位冗長ランレングスの復元を行わずに１６ビット
ないし２４ビットのリニアＰＣＭとする請求項１５ない
し１７のいずれかに記載のロスレス復号装置。
【請求項２１】出力端の後に接続する再生システムの
最高信号帯域またはサンプリング周波数の情報を入力
し、この再生信号帯域情報を基に必要でないサブバンド
の冗長復元部及びオーバサンプリング部の動作を休止す
るなどして、不要のサブバンドの復元をしないよう制御
する復号システム制御部を備える請求項１５ないし１７
のいずれかに記載のロスレス復号装置。
【請求項２２】再生システム固有のノイズフロアに関
する仕様情報を入力しこのノイズフロア仕様情報を基に
冗長復元部及びまたはオーバサンプリング部における量
子化ステップサイズを決定して全体を制御する復号シス
テム制御部を備える請求項１５ないし１７のいずれかに
記載のロスレス復号装置。
【請求項２３】復号システム制御部は記録媒体から再
生した符号化データの中から符号化の種類を表す符号化
ＩＤを認識して、前記符号化ＩＤに基づいて線形予測復
号器またはエントロピー復号器またはそれらの両方の復
号器の動作を制御する請求項１５ないし２２のいずれか
に記載のロスレス復号装置。
【請求項２４】符号時は、広帯域オーディオデータの
サンプリング周波数など信号帯域を示す情報を入力し、
前記信号帯域情報をもとに入力信号を複数のサブバンド
に分割するサブバンド分割フィルタと、前記サブバンド
分割フィルタの複数の出力のそれぞれをサブサンプリン
グするサブサンプリング部と、前記各サブバンドの少な
くとも１つにおいて可逆変換可能なデータ圧縮を行なう
冗長圧縮部と、前記各サブバンドの圧縮パラメータを表
す圧縮情報と前記冗長圧縮部の出力データを多重化する
マルチプレクサとを備え、ロスレス符号化データ出力を
得るとともに、復号時は、入力符号化データから複数の
サブバンドデータと圧縮情報を分離再生するデマルチプ
レクサと、それぞれのサブバンド毎に所定の時間区間の
圧縮情報を基に元データを復元する冗長復元部と、信号
帯域情報に応じてオーバサンプリング周波数を決定しオ
ーバサンプリングするオーバサンプリング部と、複数の
サブバンドデータを合成して広帯域信号データを出力す
るサブバンド合成フィルタとを備え、前記サブバンド合
成フィルタから出力信号を復号出力として取り出すよう
構成したロスレス符号復号装置。