JP3879249B2

JP3879249B2 - Encoding method, decoding method, encoding device, decoding device, digital signal recording method, digital signal recording device, recording medium, digital signal transmission method, and digital signal transmission device

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Publication number: JP3879249B2
Application number: JP13222098A
Authority: JP
Inventors: 智弘小谷田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2018-05-14
Also published as: JPH11330973A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To filter signals in a time domain obtained by decoding signals encoded with high efficiency in a small-scale filtering process and in a simple constitution by adding or subtracting a desired value to/from normalization information in each two-dimensional block and filtering the digital signals. SOLUTION: A high efficiency encoding device divides input digital signals received from an input terminals 100 into prescribed plural frequency bands by band dividing filters 101 and 102, and also performs orthogonal conversion for each frequency band by orthogonal conversion circuits 103 to 105 to obtain spectrum data on the frequency axes. These spectrum data are encoded with adaptive bit allocation by adaptive bit allocation encoding circuits 106 to 108 in each so-called critical band width and in consideration of the human aural characteristics in a low frequency area, and at each band defined by fractionizing the critical band width in consideration of the block floating efficiency in medium and high frequency areas respectively.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ信号の高能率符号化の従来の方法及び装置には種々あるが、以下に従来例のその二、三の例を説明する。時間領域のオーディオ信号を単位時間毎にブロック化してこのブロック毎の時間軸の信号を周波数軸上の信号に変換（直交変換）して複数の周波数帯域に分割し、各帯域毎に符号化するブロック化周波数帯域分割方式の一つである変換符号化方法がある。時間領域のオーディオ信号を単位時間毎にブロック化しないで、複数の周波数帯域に分割して符号化する非ブロック化周波数帯域分割方法の一つである帯域分割符号化｛サブバンドコーディング（ＳＢＣ：Subband Coding）｝方法がある。又、上述の帯域分割符号化と変換符号化とを組み合わせた高能率符号化方法もある。この場合には、例えば、上述の帯域分割符号化方式で帯域分割を行った後、その各帯域毎の信号を上述の変換符号化方式で周波数領域の信号に直交変換し、この直交変換された各帯域毎に符号化を施すことになる。
【０００３】
ここで、上述した帯域分割符号化方式に使用される帯域分割用フィルタとしては、例えばＱＭＦ(Quadrature Mirror filter:直角ミラーフィルタ )等のフィルタがある。このフィルタは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 Quadrature filters-A new subband coding technique Joseph H. Rothweilerにはポリフェーズクワドラチャフィルタ (Polyphase Quadrature filter: 多相直角フィルタ) などの等バンド幅のフィルタ分割手法及び装置が述べられている。
【０００４】
また、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、そのブロック毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）やディスクリートコサイン変換（ＤＣＴ）、モディファイドＤＣＴ変換（ＭＤＣＴ）など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。上述のＭＤＣＴについては、ICASSP 1987 Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation J.P.Princen A.B.Bradley Univ. of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech. に述べられている。
【０００５】
更に、周波数帯域分割された各周波数成分を量子化する場合の周波数分割幅として、人間の聴覚特性を考慮した帯域分割がある。すなわち、一般に臨界帯域
（クリティカルバンド）と呼ばれている高域程帯域幅が広くなるような帯域幅で、オーディオ信号を複数バンド（例えば２５バント）の帯域に分割することがある。また、この時の各帯域毎のデータを符号化する際には、各帯域毎に所定のビット配分或いは、各帯域毎に適応的なビット配分による符号化が行われる。例えば、上述のＭＤＣＴ処理されて得られたＭＤＣＴ係数データを上述のビット配分によって符号化する際には、上述の各ブロック毎のＭＤＣＴ処理により得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データに対して、適応的な配分ビット数で符号化が行われることになる。
【０００６】
更に、各帯域毎の符号化に際しては、各帯域毎に正規化を行って量子化を行うことにより、より効率的な符号化を実現するいわゆるブロックフローティング処理が行われる。例えば、上述のＭＤＣＴ処理されて得られたＭＤＣＴ係数データを符号化する際には、各帯域毎に上述のＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値等に対応した正規化を行って量子化を行うことにより、より効率的な符号化が行われる事となる。正規化は、あらかじめ複数の大きさの情報に対応した番号付けを規定しておき、この番号を正規化情報として使用する。このあらかじめ用意された正規化の大きさの情報は一定の大きさの割合で番号付けがなされている。
【０００７】
上述のビット配分手法及びそのための装置としては、従来、次の２方法が知られている。
【０００８】
IEEE Transactions of Accoustics,Speech,and Signal Processing,vol.ASSP-25,No.4,August 1977 では、各帯域毎の信号の大きさをもとに、ビット配分を行っている。またICASSP 1980 The critical band coder--digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system M.A. Kransner MITでは、聴覚マスキングを利用することで、各帯域毎に必要な信号対雑音比を得て固定的なビット配分を行う方法が述べられている。
【０００９】
上述のの方法で高能率符号化がなされた信号は、以下の様な方法で復号化が行なわれる。まず、高能率符号化ががなされた信号は、各帯域毎のビット配分情報、正規化情報等を用いてＭＤＣＴ係数データとして算出される事になる。このＭＤＣＴ係数データはいわゆる逆直交変換が行なわれ、時間領域のデータへと変換される。符号化の際に帯域分割用フィルタによる帯域分割が行なわれていた場合は、更に帯域合成フィルタを用いて合成を行なう。これらの操作により、もとの時間領域のデータが復号化されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、帯域毎のレベル調整であるいわゆるフィルタ処理を行おうとした場合、基本的には符号化を行なう前の時間領域の信号成分、あるいは時間領域へ復号化を行なった信号成分に、いわゆる畳み込み演算や、遅延回路と乗算等の組合せ等によってこれを実現する事になる。この場合、複数の乗算器、加算器、遅延回路等が必要となり、結果として処理工程が大きくなる。
【００１１】
また、直交変換後の周波数領域のＭＤＣＴ係数データによりレベルを調整する事でフィルタを実現する方法も考えられるが、この方法についてもＭＤＣＴ係数の本数分、乗算器あるいは加算器、あるいは減算器を用いた乗算、あるいは加算、あるいは減算を行なう必要が生じ、結果として処理工程が大きくなる。
【００１２】
また、ある記録媒体に上述した高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、いわゆるフィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合についても同様の問題が発生する。特に時間領域で調整を行ない、その結果を記録媒体に再記録しようとした場合は、逆直交変換、直交変換等を行う必要が生じ、演算誤差等による品質の劣化が生じる。
【００１３】
アナログ領域への変換による実現でも、同様の問題が発生する。
【００１４】
オーディオ信号に対し、バスブースト、バンドパス、ハイパス等のイフェクト処理を行おうとすると、従来は、特別の処理ＩＣが必要であった。
【００１５】
また、オーディオ信号の一部のフィルタ処理のために、高能率圧縮符号化されたオーディオ信号を伸長し、その伸長されたオーディオ信号の一部にフィルタ処理を加えた後、再び高能率圧縮符号化したとしても、実現不可能であった。
【００１６】
以上の点に鑑み、本発明の目的は、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができると共に、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にしたエンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置を提案しようとするものである。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置を提案しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるエンコード方法は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うものである。
【００１９】
かかる本発明によれば、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行う。
【００２０】
【発明の実施の形態】
第１の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うエンコード方法である。
【００２１】
第２の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２２】
第３の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２３】
第４の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２４】
第５の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択し、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック毎の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて複号するようにしたデコード方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うデコード方法である。
【００２５】
第６の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２６】
第７の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２７】
第８の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２８】
第９の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有するエンコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するエンコード装置である。
【００２９】
第１０の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段と、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて復号する復号手段とを有するデコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するデコード装置である。
【００３０】
第１１の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録媒体に記録する、ディジタル信号記録方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うディジタル信号記録方法である。
【００３１】
第１２の本発明は、第１１の本発明のディジタル信号記録方法において、フィルタ処理の行われた正規化情報を記録媒体に再記録するディジタル信号記録方法である。
【００３２】
第１３の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を記録媒体に記録するようにしたディジタル信号記録装置において、
複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するディジタル信号記録装置である。
【００３３】
第１４の本発明は、第１３の本発明のディジタル信号記録装置において、演算手段によってフィルタ処理の行われた正規化情報を、記録媒体に再記録するディジタル信号記録装置である。
【００３４】
第１５の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録された記録媒体において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後の正規化情報が記録されてなる記録媒体である。
【００３５】
第１６の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に送信するディジタル信号送信方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信するディジタル信号送信方法である。
【００３６】
第１７の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を送信するディジタル信号送信装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段と、フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信する送信手段とを有するディジタル信号送信装置である。
【００３７】
〔実施の形態の具体例〕
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態の具体例について説明する。
【００３８】
この実施の形態の具体例では、オーディオＰＣＭ信号等の入力デジタル信号を、帯域分割符号化（ＳＢＣ）、適応変換符号化（ＡＴＣ：Adaptive Transform Coding）及び適応ビツト割当ての各技術を用いて高能率符号化する。この技術について、図１以降を参照しながら説明する。
【００３９】
図１に示す具体的な高能率符号化装置では、入力デジタル信号を複数の周波数帯域に分割すると共に、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（クリテイカルバンド）毎に、中高域ではブロツクフローテイグ効率を考慮して臨界帯域幅を細分化した帯域毎に、適応的にビツ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、本発明の実施の形態の具体例においては、直交変換の前に入力信号に応じて適応的にブロツクサイズ（ブロツク長）を変化させでいる。
【００４０】
即ち、図１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（直角ミラーフィルタ）等の帯域分割フィルタ１０１により０〜１１ｋＨｚ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１０２により０〜５．５ｋＨｚ帯域と５．５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ帯域とに分割される。
【００４１】
上述の帯域分割フィルタ１０１からの１１ｋＨｚ〜２２ｋＨｚ帯域の信号は、直交変換回路の一例であるＭＤＣＴ(Modified Discrete Cosine Transform)回路１０３に送られ、上述の帯域分割フィルタ１０２からの５．５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ帯域の信号はＭＤＣＴ回路１０４に送られ、上述の帯域分割フィルタ１０２からの０〜５．５ｋＨｚ帯域信号はＭＤＣＴ回路１０５に送られることにより、それぞれＭＤＣＴ処理される。なお、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５では、各帯域毎に設けたブロック決定回路１０９、１１０、１１１により決定されたブロックサイズ（ブロック長）（帯域圧縮パラメータ）に基づいてＭＤＣＴ処理がなされる。
【００４２】
ここで、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５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２に示す。この図２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おのおの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２Ａのロングモードの如く、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２Ｂのショートモードの如く、全てを４分割、２．９ｍＳとする場合や図２ＣのミドルモードＡ、図２ＤのミドルモードＢの如く、一部を２分割、５．８ｍＳ、１部を４分割、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１におけるブロックサイズ決定回路１０９、１１０、１１１で決定され、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５、及びビット割当算出回路１１８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１１３、１１５、１１７より出力される。
【００４３】
再び図１において、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５にてＭＤＣＴ処理されて得られた周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データ（時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分）は、低域はいわゆる臨界帯域（クリティカルバンド）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、臨界帯域幅を細分化して適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８、及びビット割り当て算出回路１１８に送られる。このクリテイカルバンドとは、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。この臨界帯域（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、上述の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。図１におけるビット割当算出回路１１８は、上述のブロックサイズ情報及び、スペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データに基づき、いわゆるマスキング効果等を考慮して、上述の臨界帯域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、及び、同分割帯域毎のエネルギーあるいはピーク値等を算出し、その結果に基づき、各帯域毎に割当ビット数（ビット配分量）を求め、図１における適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８、へ伝送している。これらの適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８では、上述のブロックサイズ情報、及び、臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した各分割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又はＭＤＣＴ係数データを再量子化（正規化して量子化）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、図１における出力端子１１２、１１４、１１６を介して取り出される。以下説明の便宜上、ビット割当の単位となる、上述の臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した各分割帯域を、単位ブロックと記している。
【００４４】
次に、上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８で行われるビット割当の具体的な手法について説明する。図３は上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８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３において、入力端子３０１には、上述の図１におけるＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５からの周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数、及び、上述の図１におけるブロック決定回路１０９、１１０、１１１からのブロックサイズ情報が供給されている。以後、図３で示された、上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８のシステムにおいて、上述のブロックサイズ情報に適応した、定数、重み付け関数等を用いて処理していく。図３において、入力端子３０１より入力した周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数は、エネルギー算出回路３０２に送られて、単位ブロック毎のエネルギーが、例えば当該単位ブロック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ーの代わりに、振幅値のピーク値、平均値等が用いられることもある。このエネルギー算出回路３０２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４にＳＢとして示している。ただし、この図４では、図示を簡略化するため、単位ブロックによる分割数を１２ブロック（Ｂ1 〜Ｂ12）で表現している。また、エネルギー算出回路３０２においては、単位ブロックのブロックフローティングの状態を示す、正規化データ（帯域圧縮パラメータ）であるスケールファクター値についても決定するものとする。具体的には、例えばあらかじめスケールファクタ値の候補として幾つかの正の値を用意し、その中から単位ブロック内のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値以上の値をとる中で、最小のものを当該単位ブロックのスケールファクタ値として採用する。スケールファクタ値については、実際の値と対応した形で、数ビットを用いて番号付けを行ない、その番号をＲＯＭ等（図示せず）により記憶させておけばよい。番号に対応したスケールファクタ値については、番号順に例えば２ｄＢの間隔で値を持つように規定しておく。ここで、ある単位ブロックにおいて上述した方法で決定されたスケールファクタ値は、決定された値に対応する上述の番号を当該単位ブロックのスケールファクタを示すサブ情報として使用する。
【００４５】
次に、上述のエネルギー算出回路３０２で求められた上述のスペクトルＳＢのいわゆるマスキングにおける影響を考慮するために、そのスペクトル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、上述の帯域毎のエネルギー算出回路３０２の出力すなわちそのスペクトルＳＢの各値は、畳込みフイルタ回路３０３に送られる。その畳込みフイルタ回路３０３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イルタ係数（重み付け関数）を乗算する複数の乗算器と、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４中点線で示す部分の総和がられる。
【００４６】
次に、上述の畳込みフイルタ回路３０３の出力は引算器３０４に送られる。その引算器３０４は、上述の畳込んだ領域での後述する許容可能なノイズレベル（量子化係数）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、クリテイ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、上述の引算器３０４には、上述のレベル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述のレベル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３０５から供給されているものである。
【００４７】
すなわち、許容ノイズレベルに対応するレベルαは、クリテイカルバンドのバンドの低域から順に与えられる番号をｉとすると、次の数１の式で求めることができる。
【００４８】
【数１】
α＝Ｓ−（ｎ−ａｉ）
【００４９】
この数１の式において、ｎ，ａは定数でａ＞０、Ｓは畳込み処理されたスペクトルの強度であり、数１の式中（ｎ−ａｉ）が許容関数となる。例としてｎ＝３８，ａ＝１を用いることが出来る。
【００５０】
このようにして、上述のレベルαが求められ、このデータは、割算回路３０６に伝送される。当該割算回路３０６では、上述の畳込みされた領域での上述のレベル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、上述のレベル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、上述の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、この具体例では簡略化した割算回路３０６を用いて逆コンボリユーションを行っている。
【００５１】
次に、上述のマスキングスペクトルは、合成回路３０８を介して減算回路３０９に伝送される。ここで、当該減算回路３０９には、上述の帯域毎のエネルギー検出回路３０２からの出力、すなわち前述したスペクトルＳＢが、遅延回路３１０を介して供給されている。したがって、この減算回路３０９で上述の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５に示すように、上述のスペクトルＳＢは、その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。
【００５２】
ところで、上述した合成回路３０８での合成の際には、最小可聴カーブ発生回路３０７から供給される図６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、上述の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その雑音は聞こえないことになる。この最小可聴カーブは、コーデイ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、現実的なデジタルシステムでは、例えば１６ビツトダイナミツクレンジへの音楽のはい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（許容量子化係数）を得るようにすると、この場合の許容ノイズレベルは、図６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、上述の最小可聴カーブの４ｋＨｚのレベルを、例えば２０ビツト相当の最低レベルに合わせている。また、この図６は、信号スペクトルＳＳも同時に示している。
【００５３】
この後、許容雑音補正回路３１１において、例えば等ラウドネスカーブの情報に基づいて、上述の減算回路３０９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６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、上述の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）（許容量子化係数）は、その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、上述の等ラウドネス曲線を考慮して上述の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。ここまでの一連の処理により許容雑音補正回路３１１では、上述してきたマスキング、聴覚特性等、様々なパラメータに基づき各単位ブロックに対しての割り当てビットを算出する。
【００５４】
この許容雑音補正回路３１１より出力されたデータは出力端子３１２より図１におけるビット割当算出回路１１８の出力として出力される。
【００５５】
すなわち、図１におけるビット割当算出回路１１８では、上述の説明してきた図３に示したシステムにより、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−タと、サブ情報としてブロックフロ−ティングの状態を示すスケ−ルファクタ−及び語長を示すワ−ドレングスが得られ、これを基に、図１における、適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８において、実際に再量子化を行い、符号化フォーマットに則した形で符号化する。
【００５６】
ここで正規化情報調整回路１１９について説明する。上述の説明した通り、正規化データ（帯域圧縮パラメータ）であるスケールファクター値についてはあらかじめスケールファクタ値の候補として幾つかの正の値を用意し、その中から単位ブロック内のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値以上の値をとる中で、最小のものを当該単位ブロックのスケールファクタ値として採用し、スケールファクタ値については、実際の値と対応した形で、数ビットを用いて番号付けを行ない、その番号を当該単位ブロックのスケールファクタを示すサブ情報として使用している。番号に対応したスケールファクタ値については、番号順に例えば２ｄＢの間隔で値を持つように規定しておく。このため、たとえばこのスケールファクタを示すサブ情報の番号を操作することで当該単位ブロックの２ｄＢづつのレベル調整を行うことが出来る。正規化情報調整回路１１９はこのレベル調整を行う為の数値を２次元ブロック毎に指定して出力する回路である。また、１２０、１２１、１２２は、それぞれの帯域毎の、正規化情報調整回路１１９からの数値を単位ブロックのスケールファクタ値に加算する加算器である。正規化情報調整回路１１９から出力される数値が負の数の場合は、加算器１２０、１２１、１２２は減算器として作用するものとする。すなわちレベル調整を行いたいブロックに対して、正規化情報調整回路１１９から各２次元ブロック毎に数値を出力し、正規化情報に加算、減算する事のみによって、各２次元ブロック毎、独立に２ｄＢづつのレベル調整を可能にする。このとき加算、減算結果については、フォーマットで定められたスケールファクターの数値の範囲内に収まるような制限を行う。
【００５７】
このように２次元ブロック毎に独立にレベル調整を行うことによりいわゆるフィルタ効果を実現することが可能となる。
【００５８】
次に、実際に符号化が行なわれるデータの符号化フォーマットについて図７を用いて説明する。図７の左に示した数値はバイト数を表しており、本実施例においては２１２バイトを１フレームの単位としている。
【００５９】
図７において一番先頭に位置する０バイトの位置には、図１におけるブロック決定回路１０９、１１０、１１１において決定された、各帯域のブロックサイズ情報を記録する。
【００６０】
次の１バイト目の位置には記録する単位ブロックの個数の情報を記録する。これは例えば一連のビット割当算出回路により高域側になる程、ビット割当が０となり記録が不必要な場合が多いため、これに対応したかたちで、記録個数を設定することにより、聴感上の影響が大きい中低域に多くのビットを配分する様にしている。また、この１バイトの位置にはビット割当情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数、及びスケールファクタ情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数を記録する。２重書きとはエラー訂正用に、あるバイト位置に記録されたデータと同一のデータを他の場所に記録する方法である。この２重書き情報を多くすればするほど、エラーに対する強度が上がるが、この情報を少なくすれば、スペクトラムデータに使用できるビットが多くなる。上述したビット割当情報、およびスケールファクタ情報のそれぞれについて独立に、２重書きを行なっている単位ブロックの個数を設定し、エラーに対する強度と、スペクトラムデータへの使用可能ビット数の調整を行なうようにしている。尚、それぞれの情報について、規定されたビット内でのコードと単位ブロックの個数の対応は、あらかじめフォーマットとして定めている。具体的には図８に示した様に、この１バイトの位置の８ビットのうち３ビットを実際に記録される単位ブロックの個数の情報とし、残り５ビット中の２ビットをビット割当情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数、残り３ビットをスケールファクタ情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数を記録する。
【００６１】
図７の２バイト目からの位置には単位ブロックのビット割当情報を記録している。ビット割当情報の記録については一つの単位ブロックに対して例えば４ビット使用する事をフォーマットとして定めておく。これにより０番目の単位ブロックより順番に、上述した図７の実際に記録される単位ブロックの個数分のビット割当情報が記録されることになる。
【００６２】
上述の様な方法で記録されたビット割当情報のデータの後に、単位ブロックのスケールファクター情報を記録している。スケールファクタ情報の記録については一つの単位ブロックに対して例えば６ビット使用する事をフォーマットとして定めておく。これにより、ビット割当情報の記録と全く同様に、０番目の単位ブロックより順番に、実際に記録させる単位ブロックの個数分だけスケールファクター情報を記録する。
【００６３】
このように記録されたスケールファクター情報の後に、単位ブロックのスペクトラムデータを記録する。スペクトラムデータについても、０番目の単位ブロックより順番に、実際に記録させる単位ブロックの個数分だけ記録する様にする。各単位ブロック毎に何本のスペクトラムデータが存在するかは、あらかじめフォーマットで定められているので、上述したビット割当情報によりデータの対応をとることが可能となる。尚、ビット割当が０の単位ブロックについては、記録を行なわないようにしている。
【００６４】
このスペクトラム情報の後に上述のスケールファクター情報の２重書き、及びビット割当情報の２重書きを行なう。この記録方法については、個数の対応を図１２で示した２重書きの情報に対応させるだけで、その他については上述のスケールファクター情報、及びビット割当情報の記録と同様である。
【００６５】
尚、図７において、スケールファクター２重書き及び／又はビット割り当て２重書きをやめて、その分をスペクトラムデータ領域に割り当てても良い。
【００６６】
一番後ろの２バイト分については、図７に示した様に０バイト目と１バイト目の情報をそれぞれ２重書きしている。この２バイト分の２重書きはフォーマットとして定めておき、スケールファクター情報の２重書きや、ビット割当情報の２重書きの様に２重書き記録量の可変の設定は出来ない。
【００６７】
すなわち、図１におけるビット割当算出回路１１８では、上述の説明してきた図３に示したシステムにより、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−タと、サブ情報としてブロックフロ−ティングの状態を示すスケ−ルファクタ−及び語長を示すワ−ドレングスが得られ、これを基に、図１における、適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８において、実際に再量子化を行い、必要があれば正規化情報調整回路１１９からの出力により正規化情報を調整し、符号化フォーマットに則した形で符号化する。
【００６８】
図９は、上述した図１で示されたシステムにより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１における出力端子１１２、１１４、１１６の出力信号と等価のデータは、図９おける復号回路入力端子９０８に与えられ、使用されたブロックサイズ情報（ブロック長）（情報圧縮パラメータ）、即ち、図１における出力端子１１３、１１５、１１７の出力信号と等価のデータは、図９における入力端子９１０に与えられる。図９における適応ビット割当復号化回路９０６では適応ビット割当情報を用いてビット割当を解除する。次に図９における逆直交変換（ＩＭＤＣＴ）回路９０３、９０４、９０５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、図９における帯域合成フィルタ（逆帯域分割フィルタ）（ＩＱＭＦ：逆直角ミラーフィルタ））回路９０２、９０１により、全帯域信号に復号化される。
【００６９】
ここで正規化情報調整回路９１１について説明する。基本的に図１における正規化情報調整回路１１９と同様の作用をする。すなわち正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に加算、減算する事でレベル調整を行う為の数値を出力する回路である。また、９０９は、正規化情報調整回路９１１からの数値を単位ブロックのスケールファクタ値に加算する、加算器である。正規化情報調整回路９１１から出力される数値が負の数の場合は、加算器９０９は減算器として作用するものとする。すなわち符号化の場合と同様にレベル調整を行いたいブロックに対して、正規化情報調整回路９１１から各２次元ブロック毎に数値を出力し、正規化情報に加算、減算する事のみによって、各２次元ブロック毎、独立に２ｄＢづつのレベル調整を可能にする。このとき加算、減算結果については、フォーマットで定められたスケールファクターの数値の範囲内に収まるような制限を行う。加算器９０９によってレベル調整が行われたスケールファクタ値については、適応ビット割当復号化回路９０６からの復号化の行程に使用されることにより、復号化信号のレベル調整を行うのみに利用することが可能であるとともに、たとえば符号化が行われた記録媒体よりスケールファクタ値を読み込み調整が行われたスケールファクタ値を９０７に出力させ記録媒体に記録されたスケールファクタ値を調整された値に変更することも可能である。記録媒体の情報の変更については、必要に応じて行えるものとする。これにより非常に簡単なシステムで、記録媒体のレベル情報を変更できる。このように２次元ブロック毎に独立にレベル調整を行うことによりいわゆるフィルタ効果を実現することが可能となる。
【００７０】
ここまでの説明では符号化回路、復号化回路の双方で正規化情報調整回路をもつ例を説明したが、復号化回路のみでも、フィルタ効果を充分に活用することが可能である。
【００７１】
以下、正規化情報調整回路を用いてフィルタ効果を施す具体例をいくつか挙げる。
【００７２】
例えば、正規化情報調整回路からの出力値を、高域のブロックに対してのみ設定して、高域のブロックの正規化情報を減少させる事で、ローパスフィルタを実現することが出来る。
【００７３】
例えば逆に、正規化情報調整回路からの出力値を、低域のブロックに対してのみ設定して、低域の正規化情報を減少させる事で、ハイパスフィルタを実現することが出来る。
【００７４】
同様にして、ブロックの取り得る範囲内で、バンドパスフィルタやコムフィルターといった効果を実現することができるのは明白である。
【００７５】
正規化情報調整回路からの出力値を、所定帯域以外の帯域のブロックに対してのみ設定して、所定帯域以外の帯域のブロックの正規化情報を減少させる事で、バンドパスフィルタを実現することが出来る。
【００７６】
また、正規化情報調整回路からの出力値により、正規化情報を増加させることで、ブロックの取り得る範囲内で、ブースト処理を実現することができる。
【００７７】
また、フィルタ効果を施す周波数つまりブロックを、時間をパラメータとして段階的に変化させることにより、楽器などに用いられるエフェクト処理の一種であるワウ効果等を実現することも出来る。
【００７８】
次に、図１０及び図１１を参照して、ローパスフィルタを例に採って、フィルタの説明を行う。図１０は各単位ブロック毎に正規化が行われた様子を示している。即ち、単位ブロック内で最大の周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数（時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分）に相当する正規化候補を選択し、その正規化候補番号が当該単位ブロックの正規化情報となる。図１０では、ブロック番号が０番の単位ブロックの正規化情報は５となり、ブロック番号が１番の単位ブロックの正規化情報は７となり、ブロック番号が２番の単位ブロックの正規化情報は９となり、ブロック番号が３番の単位ブロックの正規化情報は６となり、ブロック番号が４番の単位ブロックの正規化情報は４となっている。符号化されたデータはこれらの正規化情報を持つため、復号化の際には、一般にはこれらの正規化情報を基に復号化を行うことになる。
【００７９】
これに対し、図１１は、単位ブロック内で最大の周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数を基に決定された正規化情報を故意に操作した様子を示している。これは符号化時、復号化時、どちらでも行うことは可能であるが、ここでは、記録媒体に記録された符号化データを復号化する際に、故意に操作した例について説明する。実際に記録媒体に記録された符号化データは図１０に図示した通りであるが、この符合化データに対し、ブロック番号が３番と４番の単位ブロックについて、正規化情報を強制的に０にしている。これは、例えば、復号化を行う前に正規化情報に負の値を加算することで、実現される。この操作を行うことで、ブロック番号が３番及び４番の単位ブロックでは、正規化候補番号０で正規化されたものとして復号化されることになる。この結果、ブロック番号が３番及び４番の単位ブロックは、最もレベルの低い正規化候補番号０を基に復号化されるため、周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数についても低いレベルとして復号化される。単位ブロックの番号が大きいもの程高い周波数成分を含んだものとすれば、この操作は高い周波数成分のレベルをカットしたことに相当する。即ち、単位ブロックの番号が３番及び４番の正規化情報を故意に０にすることで、ローパスフィルタを実現している。
【００８０】
尚、図１０及び図１１の例では、単位ブロックの個数を０、１〜４の５個、正規化候補番号の個数を０、１〜９の１０個としているが、例えば、ミニディスクに用いられているフォーマットでは、単位ブロックの個数が０、１〜５１の５２個、正規化候補番号の個数が０、１〜６３の６４個となっており、より細かい制御が可能である。このとき、例えば、２０番以降の単位ブロックの正規化情報を０とすることで、カットオフ周波数が約５．５ｋＨｚのローパスフィルタを実現することができる。
【００８１】
次に、図１２〜図１５を参照して、本発明の上述の正規化情報調整回路を含むディジタル信号記録装置（方法）、ディジタル信号再生装置（方法）、ディジタル信号送信装置（方法）及びディジタル信号受信装置（方法）の実施の形態を説明する。図１２〜図１５において、ＥＮＣは図１のエンコーダを示し、Ｔinはその入力端子１００を示し、ＤＥＣは図９のデコーダを示し、Ｔout はその出力端子９００を示す。
【００８２】
図１２の記録装置では、入力端子Ｔinからの入力ディジタル信号をエンコーダＥＮＣに供給してエンコードし、そのエンコーダＥＮＣの出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６及び１１３、１１５、１１７よりの出力信号を、変調手段ＭＯＤに供給して、多重化した後所定の変調をするか、各出力信号をそれぞれ変調した後、多重化又は再変調する。変調手段ＭＯＤよりの被変調信号を記録手段（磁気ヘッド、光学ヘッド等）によって、記録媒体Ｍに記録する。
【００８３】
図１３の再生装置では、再生手段（磁気ヘッド、光学ヘッド等）Ｐによって、図１０の記録媒体Ｍの記録信号を再生し、その再生信号を復調手段ＤＥＭによって、変調手段ＭＯＤによる変調に応じた復調を行なう。復調手段ＤＥＭよりの復調出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６よりの出力に対応した信号を図９のデコーダの入力端子９０８に供給すると共に、図１のエンコーダの出力端子１１３、１１５、１１７よりの出力に対応した信号を図９の入力端子９１０に供給してデコードして、出力端子Toutに、入力ディジタル信号に対応した出力ディジタル信号が出力される。
【００８４】
図１４の送信装置では、入力端子Ｔinからの入力ディジタル信号をエンコーダＥＮＣに供給してエンコードし、そのエンコーダＥＮＣの出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６及び１１３、１１５、１１７よりの出力端子を、変調手段ＭＯＤに供給して、多重化した後所定の変調をするか、各出力信号をそれぞれ変調した後、多重化又は再変調する。変調手段ＭＯＤよりの被変調信号を送信手段ＴＸに供給して、周波数変換、増幅等を行なって送信信号を作り、その送信信号を送信手段ＴＸの一部である送信アンテナＡＮＴ−Ｔによって送信する。
【００８５】
図１５の受信装置では、受信手段ＲＸの一部である受信アンテナＡＮＴ−Ｒによって、図１１の送信アンテナＡＮＴ−Ｔからの送信信号を受信すると共に、その受信信号を受信手段ＲＸによって、増幅、逆周波数変換等を行なう。受信手段ＲＸよりの受信信号を復調手段ＤＥＭによって、変調手段ＭＯＤによる変調に応じた復調を行なう。復調手段ＤＥＭよりの復調出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６よりの出力に対応した信号を図９のデコーダの入力端子９０８に供給すると共に、図１のエンコーダの出力端子１１３、１１５、１１７よりの出力に対応した信号を図９の入力端子９１０に供給してデコードして、出力端子Ｔout に、入力ディジタル信号に対応した出力ディジタル信号が出力される。
【００８６】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。エンコーダ及びデコーダは別体でも一体でも良い。記録装置及び再生装置は別体でも一体でもよい。記録媒体は磁気テープ。磁気ディスク、光磁気vディスク等が可能である。又、記録媒体の代わりに、ＩＣメモリ、メモリカード等の記憶手段であっても良い。送信装置及び受信装置間の伝送路は、無線伝送路｛電波、光（赤外線等）等｝でも有線伝送路（導線、光ケーブル等）でも良い。例えば、入力ディジタル信号としては、ディジタルオーディオ信号（オーディオ信号は、人の話声、歌声、楽器の音等の各種の音の信号が可能である）、ディジタルビデオ信号等が可能である。本発明は、ディジタル信号記録再生方法（又は装置）、ディジタル信号送受信方法（又は装置）、ディジタル信号受信方法（又は装置）等に適用することができる。
【００８７】
【発明の効果】
第１の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード方法を得ることができる。
【００８８】
第２の本発明によれば、第１本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、ローパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００８９】
第３の本発明によれば、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、ハイパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００９０】
第４の本発明によれば、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、バンドパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００９１】
第５の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択し、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック毎の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて複号するようにしたデコード方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うようにしたので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるデコード方法を得ることができる。
【００９２】
第６の本発明によれば、第５本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、ローパスフィルタ処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９３】
第７の本発明によれば、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、ハイパスフィルタ処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９４】
第８の本発明によれば、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、バンドパス処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９５】
第９の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有するエンコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード装置を得ることができる。
【００９６】
第１０の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段と、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて復号する復号手段とを有するデコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるデコード装置を得ることができる。
【００９７】
第１１の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録媒体に記録する、ディジタル信号記録方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録方法を得ることができる。
【００９８】
第１２の本発明によれば、第１１の本発明のディジタル信号記録方法において、フィルタ処理の行われた正規化情報を記録媒体に再記録するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ処理をより小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録方法を得ることができる。
【００９９】
第１３の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を記録媒体に記録するようにしたディジタル信号記録装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録装置を得ることができる。
【０１００】
第１４の本発明によれば、第１３の本発明のディジタル信号記録装置において、演算手段によってフィルタ処理の行われた正規化情報を、記録媒体に再記録するようにしたので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ処理をより小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録装置を得ることができる。
【０１０１】
第１５の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録された記録媒体において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後の正規化情報が記録されてなるので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできる記録媒体を得ることができる。
【０１０２】
第１６の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に送信するディジタル信号送信方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号送信方法を得ることができる。
【０１０３】
第１７の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を送信するディジタル信号送信装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段と、フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信する送信手段とを有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号送信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のビツ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−ダの一具体例を示すブロツク回路図である。
【図２】ビット圧縮の際の直交変換ブロックの構造を表す図である。
【図３】ビット配分演算機能の例を示すブロック回路図である。
【図４】各臨界帯域及びブロックフロ−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５】マスキングスペクトルを示す図である。
【図６】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７】データの符号化の様子を示す図である。
【図８】図７における１バイト目のデータの詳細を示した図である。
【図９】上述の実施例のビツ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−ダ−の一具体例を示すブロツク回路図である。
【図１０】ローパスフィルタの説明図１である。
【図１１】ローパスフィルタの説明図２である。
【図１２】本発明の実施の形態の記録装置を示すブロック線図である。
【図１３】本発明の実施の形態の再生装置を示すブロック線図である。
【図１４】本発明の実施の形態の送信装置を示すブロック線図である。
【図１５】本発明の実施の形態の受信装置を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１０１、１０２帯域分割フィルタ、１０３、１０４、１０５直交変換回路（ＭＤＣＴ）、１０９、１１０、１１１ブロック決定回路、１１８ビット割り当て算出回路、１０６、１０７、１０８適応ビット割当符号化回路、１１９正規化情報調整回路、１２０、１２１、１２２加算器（減算器）、３０２帯域毎エネルギー算出器、３０３畳込みフィルタ、３０４引算器、３０５関数発生器、３０６割り算回路、３０７最小可聴カーブ発生回路、３０８合成回路、３０９減算回路、３１０遅延回路、３１１許容雑音補正回路、９０１、９０２帯域合成フィルタ（ＩＱＭＦ）、９０３、９０４、９０５逆直交変換回路（ＩＭＤＣＴ）、９０６適応ビット割当復号化回路、９０９加算回路、９１０入力端子、９１１正規化情報調整回路、ＥＮＣエンコーダ、ＭＯＤ変調手段、ＲＥＣ記録手段、Ｐ再生手段、ＤＥＭ復調手段、ＤＥＣデコーダ、ＴＸ送信手段、ＲＸ受信手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an encoding method, a decoding method, an encoding device, a decoding device, a digital signal recording method, a digital signal recording device, a recording medium, a digital signal transmission method, and a digital signal transmission device.
[0002]
[Prior art]
There are various conventional methods and apparatuses for high-efficiency encoding of audio signals, and a few examples of the conventional examples will be described below. The time domain audio signal is blocked for each unit time, the time axis signal for each block is converted into a signal on the frequency axis (orthogonal transformation), divided into a plurality of frequency bands, and encoded for each band. There is a transform coding method which is one of the blocked frequency band division methods. Band division coding {SBC: Subband coding (SBC), which is one of the non-blocking frequency band division methods that divides and encodes a time domain audio signal into a plurality of frequency bands without blocking each unit time. Coding)} method. There is also a high-efficiency encoding method that combines the above-described band division encoding and transform encoding. In this case, for example, after performing band division by the above-described band division coding method, the signal for each band is orthogonally transformed to a frequency domain signal by the above-described transformation coding method, and this orthogonal transformation is performed. Encoding is performed for each band.
[0003]
Here, as a band division filter used in the above-described band division encoding method, there is a filter such as a QMF (Quadrature Mirror filter). This filter is described in 1976 RECrochiere Digital coding of speech in subbands Bell Syst. Tech. J. Vol.55, No.8 1976. Also, ICASSP 83, BOSTON Polyphase Quadrature filters-A new subband coding technique Joseph H. Rothweiler describes equal-bandwidth filter division techniques and devices such as polyphase quadrature filters (Polyphase Quadrature filters). ing.
[0004]
Further, as the above-described orthogonal transform, for example, an input audio signal is blocked in a predetermined unit time (frame), and Fast Fourier Transform (FFT), Discrete Cosine Transform (DCT), Modified DCT Transform (MDCT) or the like is performed for each block. There is an orthogonal transformation in which the time axis is converted to the frequency axis by performing. The MDCT described above is described in ICASSP 1987 Subband / Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation JPPrincen ABBradley Univ. Of Surrey Royal Melbourne Inst. Of Tech.
[0005]
Furthermore, as a frequency division width in the case of quantizing each frequency component obtained by frequency band division, there is band division in consideration of human auditory characteristics. That is, generally the critical band
In some cases, the audio signal is divided into a plurality of bands (for example, 25 bands) with such a bandwidth that the bandwidth becomes wider as the high frequency band is called (critical band). In addition, when encoding the data for each band at this time, encoding is performed by predetermined bit allocation for each band or adaptive bit allocation for each band. For example, when the MDCT coefficient data obtained by the above-described MDCT processing is encoded by the above-described bit allocation, the MDCT coefficient data for each band obtained by the above-described MDCT processing for each block is adaptive. Encoding is performed with a certain number of allocated bits.
[0006]
Furthermore, when encoding for each band, so-called block floating processing is performed to realize more efficient encoding by performing normalization and quantization for each band. For example, when encoding MDCT coefficient data obtained by the above-described MDCT processing, normalization corresponding to the maximum value of the absolute value of the above-mentioned MDCT coefficient is performed for each band and quantization is performed. Thus, more efficient encoding is performed. In normalization, numbering corresponding to information of a plurality of sizes is defined in advance, and this number is used as normalization information. The information on the normalization size prepared in advance is numbered at a constant rate.
[0007]
Conventionally, the following two methods are known as the above-described bit allocation method and an apparatus therefor.
[0008]
According to IEEE Transactions of Accoustics, Speech, and Signal Processing, vol. ASSP-25, No. 4, August 1977, bit allocation is performed based on the signal size for each band. ICASSP 1980 The critical band coder--digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system MA Kransner MIT uses auditory masking to obtain the required signal-to-noise ratio for each band and fixed bit allocation. How to do is described.
[0009]
A signal that has been subjected to high-efficiency encoding by the above-described method is decoded by the following method. First, a signal that has been subjected to high-efficiency encoding is calculated as MDCT coefficient data using bit allocation information, normalization information, and the like for each band. This MDCT coefficient data is subjected to so-called inverse orthogonal transform, and is converted into time domain data. If band division by the band division filter has been performed at the time of encoding, synthesis is further performed using a band synthesis filter. By these operations, the original time domain data is decoded.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the so-called filter processing, which is level adjustment for each band, is performed on the time domain signal obtained by decoding the signal that has been subjected to the high-efficiency encoding described above, basically, the time domain before encoding is performed. This is realized by a so-called convolution operation, a combination of a delay circuit and multiplication, or the like on the signal component of FIG. In this case, a plurality of multipliers, adders, delay circuits, etc. are required, resulting in a large processing step.
[0011]
In addition, a method of realizing a filter by adjusting the level based on the MDCT coefficient data in the frequency domain after orthogonal transformation is also conceivable. This method also uses a multiplier, an adder, or a subtracter for the number of MDCT coefficients. It is necessary to perform multiplication, addition, or subtraction, which results in an increase in processing steps.
[0012]
In addition, the above-described high-efficiency encoded signal is recorded on a certain recording medium, and the information in the time-domain signal obtained by decoding the recorded signal is changed to a form in which a so-called filter effect is applied. A similar problem occurs when recording is desired. In particular, when adjustment is performed in the time domain and the result is to be re-recorded on the recording medium, it is necessary to perform inverse orthogonal transformation, orthogonal transformation, or the like, resulting in degradation of quality due to calculation error or the like.
[0013]
A similar problem occurs in the realization by conversion to the analog domain.
[0014]
Conventionally, a special processing IC is required to perform an effect process such as bass boost, band pass, and high pass on an audio signal.
[0015]
Also, in order to filter a part of the audio signal, the high-efficiency compression-encoded audio signal is expanded, and after a part of the expanded audio signal is filtered, the high-efficiency compression-encoding is performed again. Even so, it was not feasible.
[0016]
In view of the above points, an object of the present invention is to realize a filter process for a time domain signal obtained by decoding a signal that has been subjected to high-efficiency encoding with a smaller processing step and a simple configuration. Encoding method, decoding method, encoding device, decoding device, digital signal recording method, digital signal recording device, recording medium, digital signal transmission method, and digital signal transmission capable of filtering any part of the time domain signal The device is to be proposed.
[0017]
Another object of the present invention is to record a high-efficiency encoded signal on a certain recording medium, and to record information in a form in which a filter effect is applied to a time-domain signal obtained by decoding the recorded signal. Can be realized with a smaller processing step and simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered, and the inverse orthogonal transform and orthogonal transform can be performed. Encoding method, decoding method, encoding device, decoding device, digital signal recording method, digital signal recording device, recording medium, digital signal transmission method, and digital signal transmission device capable of preventing quality degradation due to operations such as It is what we are going to propose.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In the encoding method according to the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency. Normalization is performed by selecting one of several positive values that have been numbered using several bits in advance as normalization information based on the signal components of For each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block related to frequency, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount, and the information is compressed. In an encoding method in which the information compression parameter is obtained and the number of valid two-dimensional blocks is selected from a predetermined value in several bits, the normalized information of at least one two-dimensional block among a plurality of two-dimensional blocks is used. On the other hand, a digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block.
[0019]
According to the present invention, a digital signal filter is obtained by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among a plurality of two-dimensional blocks. Process.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the first aspect of the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency. Normalization is performed by selecting one of several positive values that have been numbered using several bits in advance as normalization information based on the signal components of For each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block related to frequency, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount, and information compression is performed. In an encoding method of obtaining a meter and selecting valid two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, with respect to at least one two-dimensional block normalization information among a plurality of two-dimensional blocks, In this encoding method, a digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, in the encoding method of the first aspect of the present invention, a low-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a high frequency component among a plurality of frequency band components. This is the encoding method.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, in the encoding method according to the first aspect of the present invention, a high-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a low-frequency component among a plurality of frequency band components. This is the encoding method.
[0023]
According to a fourth aspect of the present invention, in the encoding method according to the first aspect of the present invention, the normalization information of a two-dimensional block corresponding to a band other than the predetermined band among a plurality of frequency band components is calculated to pass through the predetermined band. This is an encoding method for realizing a band pass filter as a band.
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency. Normalization is performed by selecting one of several positive values that have been numbered using several bits in advance as normalization information based on the signal components of For each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block related to frequency, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount, and information compression is performed. Obtain a meter, select the number of valid two-dimensional block information from several bits, and select the signal component for each two-dimensional block related to the compressed time and frequency as the two-dimensional block related to time and frequency. In a decoding method in which decoding is performed using information compression parameters for each, a desired value is obtained for each two-dimensional block with respect to normalized information of at least one two-dimensional block of the plurality of two-dimensional blocks. In this decoding method, digital signals are filtered by addition or subtraction.
[0025]
According to a sixth aspect of the present invention, in the decoding method according to the fifth aspect of the present invention, a low-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a high-frequency component among a plurality of frequency band components. This is the decoding method.
[0026]
According to a seventh aspect of the present invention, in the decoding method of the fifth aspect of the present invention, a high-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a low-frequency component among a plurality of frequency band components. This is the decoding method.
[0027]
In an eighth aspect of the present invention, in the decoding method of the fifth aspect of the present invention, the normalization information of a two-dimensional block corresponding to a band other than the predetermined band among a plurality of frequency band components is calculated to pass through the predetermined band. This is a decoding method that realizes a bandpass filter as a band.
[0028]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided band dividing means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Orthogonal transform means for obtaining a signal component and one of several positive values numbered in advance using several bits based on the signal component in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to time and frequency Normalization data is selected by selecting one as normalization information, and a normalization data calculation means for obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information; Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on normalized data and bit allocation amount for each dimension block; and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency; And an effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, at least one two-dimensional block of the plurality of two-dimensional blocks The encoding apparatus has an arithmetic means for performing a filtering process by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block.
[0029]
A tenth aspect of the present invention is a band dividing means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Orthogonal transform means for obtaining a signal component and one of several positive values numbered in advance using several bits based on the signal component in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to time and frequency Normalization data is selected by selecting one as normalization information, and a normalization data calculation means for obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information; Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient that represents the characteristics of the signal component, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, and time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on normalized data and bit allocation for each two-dimensional block, and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in a few bits, and signal components in the two-dimensional block relating to information compressed time and frequency, And a decoding means for decoding using information compression parameters for each two-dimensional block relating to frequency, each of the two-dimensional blocks with respect to the normalized information of at least one two-dimensional block of the plurality of two-dimensional blocks Computation means that performs filtering by adding or subtracting the desired value for each block The code is a device.
[0030]
In an eleventh aspect of the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and the two-dimensional blocks relating to time and frequency are included in the two-dimensional block. Normalization is performed by selecting one of several positive values that have been numbered using several bits in advance as normalization information based on the signal components of For each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, The information compression parameters for each two-dimensional block concerning time and frequency are compressed by quantizing the signal component in the block by the normalized data and the bit allocation amount for each two-dimensional block concerning the frequency. -And a digital signal recording method for recording on a recording medium together with information on the number of valid two-dimensional blocks selected from a predetermined value in a few bits, in at least one two-dimensional block of a plurality of two-dimensional blocks This is a digital signal recording method in which a digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the block normalization information.
[0031]
A twelfth aspect of the present invention is the digital signal recording method according to the eleventh aspect of the present invention, wherein the normalized information subjected to the filtering process is re-recorded on the recording medium.
[0032]
A thirteenth aspect of the present invention provides band dividing means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Orthogonal transform means for obtaining a signal component and one of several positive values numbered in advance using several bits based on the signal component in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to time and frequency Normalization data is selected by selecting one as normalization information, and a normalization data calculation means for obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information; Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient that represents the characteristics of the signal component, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, and time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on normalized data and bit allocation for each two-dimensional block, and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, including compression encoding means, information compression parameter determining means, and effective two-dimensional block In the digital signal recording apparatus adapted to record each output of the number information determining means on a recording medium,
A digital signal recording apparatus having arithmetic means for performing filtering by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among a plurality of two-dimensional blocks It is.
[0033]
A fourteenth aspect of the present invention is the digital signal recording apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein the normalized information subjected to the filtering process by the arithmetic means is re-recorded on the recording medium.
[0034]
According to a fifteenth aspect of the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency, and each two-dimensional block related to time and frequency is included in the two-dimensional block. Normalization is performed by selecting one of several positive values that have been numbered using several bits in advance as normalization information based on the signal components of For each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, The information compression parameters for each two-dimensional block concerning time and frequency are compressed by quantizing the signal component in the block by the normalized data and the bit allocation amount for each two-dimensional block concerning the frequency. -And normalization information of at least one two-dimensional block of a plurality of two-dimensional blocks in a recording medium recorded together with the number of valid two-dimensional blocks selected from a predetermined number of bits. On the other hand, a digital signal filter process is performed by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block, and normalization information after the filter process is recorded. .
[0035]
According to a sixteenth aspect of the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and each two-dimensional block relating to time and frequency is included in the two-dimensional block. Normalization is performed by selecting one of several positive values that have been numbered using several bits in advance as normalization information based on the signal components of For each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, The information compression parameters for each two-dimensional block concerning time and frequency are compressed by quantizing the signal component in the block by the normalized data and the bit allocation amount for each two-dimensional block concerning the frequency. -And normalization of at least one two-dimensional block of a plurality of two-dimensional blocks in a digital signal transmission method for transmitting together with information on the number of valid two-dimensional blocks selected together with a number of bits selected from a predetermined value A digital signal transmission method for performing digital signal filter processing by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to information and transmitting the digital signal after the filter processing. .
[0036]
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided band dividing means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Orthogonal transform means for obtaining a signal component and one of several positive values numbered in advance using several bits based on the signal component in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to time and frequency Normalization data is selected by selecting one as normalization information, and a normalization data calculation means for obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information; Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient that represents the characteristics of the signal component, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, and time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on normalized data and bit allocation for each two-dimensional block, and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, including compression encoding means, information compression parameter determining means, and effective two-dimensional block In the digital signal transmitting apparatus for transmitting each output of the number information determining means, a desired value is added for each two-dimensional block to the normalized information of at least one two-dimensional block among the plurality of two-dimensional blocks. Alternatively, an arithmetic means for performing a filtering process by subtraction and a digital signal after the filtering process are transmitted. A digital signal transmitting apparatus and a transmitting means for.
[0037]
[Specific Example of Embodiment]
Hereinafter, specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0038]
In a specific example of this embodiment, an input digital signal such as an audio PCM signal is processed with high efficiency using band division coding (SBC), adaptive transform coding (ATC), and adaptive bit allocation techniques. Encode. This technique will be described with reference to FIG.
[0039]
In the specific high-efficiency encoding device shown in FIG. 1, the input digital signal is divided into a plurality of frequency bands, and orthogonal transform is performed for each frequency band. The bit allocation is adaptively assigned to each so-called critical bandwidth (critical band) that takes into account human auditory characteristics, which will be described later, and to sub-bands that subdivide the critical bandwidth into consideration in terms of block flow efficiency in the middle and high ranges. Are encoded. Normally, this block is a quantization noise generation block. Furthermore, in the specific example of the embodiment of the present invention, the block size (block length) is adaptively changed according to the input signal before the orthogonal transformation.
[0040]
That is, in FIG. 1, an audio PCM signal of 0 to 22 kHz is supplied to the input terminal 100 when the sampling frequency is 44.1 kHz, for example. This input signal is divided into a band of 0 to 11 kHz and a band of 11 to 22 kHz by a band division filter 101 such as a so-called QMF filter (right angle mirror filter). The filter 102 divides into a 0 to 5.5 kHz band and a 5.5 kHz to 11 kHz band.
[0041]
The signal in the 11 kHz to 22 kHz band from the above band division filter 101 is sent to an MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) circuit 103 which is an example of an orthogonal transform circuit, and the 5.5 kHz to 11 kHz band from the above band division filter 102. Are sent to the MDCT circuit 104, and the 0-5.5 kHz band signal from the above-described band dividing filter 102 is sent to the MDCT circuit 105 to be subjected to MDCT processing. Each MDCT circuit 103, 104, 105 performs MDCT processing based on the block size (block length) (band compression parameter) determined by the block determination circuits 109, 110, 111 provided for each band.
[0042]
Here, a specific example of a standard input signal for the block for each band supplied to each MDCT circuit 103, 104, 105 is shown in FIG. In the specific example of FIG. 2, each of the three filter output signals has a plurality of orthogonal transform block sizes independently for each band, and the time resolution can be switched by the time characteristics, frequency distribution, etc. of the signal. . If the signal is quasi-stationary in time, the orthogonal transform block size is increased to 11.6 mS, that is, as in the long mode of FIG. 2A, and if the signal is non-stationary, the orthogonal transform block The size is further divided into two and four. As in the short mode of FIG. 2B, when all are divided into 4 and 2.9 mS, or in the middle mode A of FIG. 2C and middle mode B of FIG. 2D, a part is divided into 2 and 5.8 mS, and 1 part is 4 The division and the time resolution of 2.9 mS are adapted to an actual complex input signal. This division of the orthogonal transform block size is obviously more effective if the division is further complicated if the scale of the processing device permits. The block size is determined by the block size determination circuits 109, 110, and 111 in FIG. 1 and transmitted to the MDCT circuits 103, 104, and 105 and the bit allocation calculation circuit 118, and as block size information of the corresponding block. Output from output terminals 113, 115, 117.
[0043]
In FIG. 1 again, spectrum data or MDCT coefficient data (signal components in a two-dimensional block relating to time and frequency) obtained by MDCT processing in each MDCT circuit 103, 104, and 105 are low frequencies. The middle and high bands are grouped into so-called critical bands, and the critical bandwidth is subdivided in consideration of the effectiveness of block floating, and adaptive bit allocation coding circuits 106, 107, 108, and a bit allocation calculation circuit 118. This critical band is a frequency band that is divided in consideration of human auditory characteristics, and that noise has when the pure tone is masked by a narrow-band noise of the same intensity near the frequency of a certain pure tone. It is a band. The critical band (critical band) has a wider bandwidth as the frequency is higher, and the entire frequency band of 0 to 22 kHz is divided into, for example, 25 critical bands. The bit allocation calculation circuit 118 in FIG. 1 takes into account the so-called masking effect and the like based on the block size information and the spectrum data or the MDCT coefficient data. , Masking amount, energy or peak value for each divided band, and the number of allocated bits (bit allocation amount) is obtained for each band based on the result, and adaptive bit allocation encoding circuit 106 in FIG. , 107, 108. In these adaptive bit allocation coding circuits 106, 107, and 108, according to the above-described block size information and the number of bits allocated to each divided band considering the critical band and block floating, each spectrum data or MDCT The coefficient data is re-quantized (normalized and quantized). The data encoded in this way is taken out via the output terminals 112, 114, 116 in FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, each divided band considering the above-described critical band and block floating, which is a unit of bit allocation, is described as a unit block.
[0044]
Next, a specific method of bit allocation performed by the bit allocation calculation circuit 118 in FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a specific example of the bit allocation calculating circuit 118 in FIG. 3, the input terminal 301 has spectrum data or MDCT coefficients on the frequency axis from the MDCT circuits 103, 104, and 105 in FIG. 1 described above, and the block determination circuits 109, 110, and 111 in FIG. The block size information from is supplied. Thereafter, in the system of the bit allocation calculation circuit 118 shown in FIG. 1 shown in FIG. 3, processing is performed using constants, weighting functions, etc. adapted to the block size information. In FIG. 3, spectrum data or MDCT coefficients on the frequency axis input from the input terminal 301 are sent to the energy calculation circuit 302, and the energy for each unit block is, for example, the sum of amplitude values in the unit block. It is obtained by calculating. Instead of the energy for each band, the peak value or average value of the amplitude value may be used. As an output from the energy calculation circuit 302, for example, the spectrum of the total value of each band is shown as SB in FIG. However, in FIG. 4, in order to simplify the illustration, the number of divisions by unit block is represented by 12 blocks (B1 to B12). The energy calculation circuit 302 also determines a scale factor value that is normalized data (band compression parameter) indicating the block floating state of the unit block. Specifically, for example, some positive values are prepared in advance as candidates for the scale factor value, and the minimum value among the values of the spectrum data in the unit block or the absolute value of the MDCT coefficient is taken from among them. Is used as the scale factor value of the unit block. The scale factor value may be numbered using several bits in a form corresponding to the actual value, and the number may be stored in a ROM or the like (not shown). The scale factor values corresponding to the numbers are defined so as to have values at intervals of, for example, 2 dB in the order of the numbers. Here, the scale factor value determined by the above-described method in a certain unit block uses the above-described number corresponding to the determined value as sub-information indicating the scale factor of the unit block.
[0045]
Next, in order to consider the influence of so-called masking of the above-described spectrum SB obtained by the above-described energy calculation circuit 302, convolution (convolution) in which the spectrum SB is multiplied by a predetermined weighting function and added. Apply processing. Therefore, the output of the energy calculation circuit 302 for each band, that is, each value of the spectrum SB is sent to the convolution filter circuit 303. The convolution filter circuit 303 includes, for example, a plurality of delay elements that sequentially delay input data, a plurality of multipliers that multiply the output from these delay elements by a filter coefficient (weighting function), and the sum of the outputs of the multipliers. And a sum adder that takes By this convolution processing, the sum of the portions indicated by the dotted lines in FIG. 4 is obtained.
[0046]
Next, the output of the convolution filter circuit 303 is sent to a subtractor 304. The subtractor 304 obtains a level α corresponding to an allowable noise level (quantization coefficient) described later in the above-described convolved region. Note that the level α corresponding to the permissible noise level (allowable noise level) becomes an allowable noise level for each band of the critical band by performing a reverse convolution process, as will be described later. Is a level. Here, the above-described subtractor 304 is supplied with an allowable function (a function expressing a masking level) for obtaining the above-described level α. The above-mentioned level α is controlled by increasing / decreasing this tolerance function. The allowable function is supplied from the (n-ai) function generation circuit 305 described below.
[0047]
That is, the level α corresponding to the permissible noise level can be obtained by the following equation (1), where i is a number sequentially given from the lowest band of the critical band.
[0048]
[Expression 1]
α = S− (n−ai)
[0049]
In the formula (1), n and a are constants, a> 0, S is the intensity of the spectrum subjected to the convolution process, and (n−ai) in the formula (1) is an allowable function. As an example, n = 38 and a = 1 can be used.
[0050]
In this way, the level α described above is obtained, and this data is transmitted to the division circuit 306. The division circuit 306 is for deconvolution of the level α in the convolved area. Therefore, by performing this inverse convolution process, a masking spectrum can be obtained from the above level α. That is, this masking spectrum becomes an allowable noise spectrum. Note that the above-described inverse convolution process requires a complicated operation, but in this specific example, the inverse convolution is performed using a simplified division circuit 306.
[0051]
Next, the masking spectrum described above is transmitted to the subtraction circuit 309 via the synthesis circuit 308. Here, the output from the energy detection circuit 302 for each band, that is, the spectrum SB described above, is supplied to the subtraction circuit 309 via the delay circuit 310. Therefore, the subtraction circuit 309 performs the subtraction operation between the above-described masking spectrum and the spectrum SB, so that the spectrum SB is masked below the level indicated by the level of the masking spectrum MS as shown in FIG. Will be.
[0052]
By the way, at the time of synthesis by the synthesis circuit 308 described above, data indicating a so-called minimum audible curve RC, which is a human auditory characteristic as shown in FIG. 6, supplied from the minimum audible curve generation circuit 307, and the above-described masking. The spectrum MS can be synthesized. In this minimum audible curve, if the absolute noise level is below this minimum audible curve, the noise will not be heard. Even if the coding is the same, this minimum audible curve differs depending on the playback volume at the time of playback, for example, but in a practical digital system, for example, how to enter music into the 16-bit dynamic range Since there is not much difference, for example, if quantization noise in the frequency band that is most easily audible near 4 kHz is not heard, it is considered that quantization noise below the level of this minimum audible curve cannot be heard in other frequency bands. . Therefore, for example, it is assumed that the system is used in such a way that noise in the vicinity of 4 kHz of the word length of the system is not heard, and the allowable noise level (allowable quantization coefficient) is synthesized by combining the minimum audible curve RC and the masking spectrum MS together. In this case, the allowable noise level can be up to the portion indicated by the oblique lines in FIG. In this embodiment, the 4 kHz level of the above-mentioned minimum audible curve is set to the lowest level corresponding to, for example, 20 bits. FIG. 6 also shows the signal spectrum SS.
[0053]
Thereafter, the allowable noise correction circuit 311 corrects the allowable noise level in the output from the subtraction circuit 309 based on, for example, information on the equal loudness curve. Here, the equal loudness curve is a characteristic curve relating to human auditory characteristics. For example, the sound pressure of sound at each frequency that sounds the same as a pure tone of 1 kHz is obtained and connected by a curve. Also called sensitivity curve. The equal loudness curve draws substantially the same curve as the minimum audible curve RC shown in FIG. In this equal loudness curve, for example, even when the sound pressure is 8 to 10 dB lower than 1 kHz at around 4 kHz, it can be heard as large as 1 kHz. Conversely, at around 50 Hz, the sound pressure must be about 15 dB higher than the sound pressure at 1 kHz. It doesn't sound the same size. For this reason, it is preferable that noise (allowable noise level) (allowable quantization coefficient) exceeding the level of the above-mentioned minimum audible curve has a frequency characteristic given by a curve corresponding to the equal loudness curve. Recognize. From this, it can be seen that correcting the above-described allowable noise level in consideration of the above-mentioned equal loudness curve is suitable for human auditory characteristics. Through the series of processes so far, the allowable noise correction circuit 311 calculates the allocated bits for each unit block based on various parameters such as masking and auditory characteristics described above.
[0054]
The data output from the allowable noise correction circuit 311 is output from the output terminal 312 as the output of the bit allocation calculation circuit 118 in FIG.
[0055]
That is, the bit allocation calculation circuit 118 in FIG. 1 uses the above-described system shown in FIG. 3 to process the data obtained by processing the orthogonal transform output spectrum with the sub information as the main information and the block floating as the sub information. 1 and a word length indicating the word length are obtained. Based on this, the adaptive bit allocation encoding circuits 106, 107, and 108 in FIG. Encode in a form that conforms to the encoding format.
[0056]
Here, the normalized information adjustment circuit 119 will be described. As described above, with respect to the scale factor value which is normalized data (band compression parameter), several positive values are prepared in advance as candidates for the scale factor value, from which spectral data or MDCT coefficients in the unit block are prepared. The smallest value is taken as the scale factor value of the unit block, and the scale factor value is a number corresponding to the actual value using several bits. The number is used as sub-information indicating the scale factor of the unit block. The scale factor values corresponding to the numbers are defined so as to have values at intervals of, for example, 2 dB in the order of the numbers. Therefore, for example, by manipulating the number of the sub information indicating the scale factor, the level adjustment of 2 dB of the unit block can be performed. The normalization information adjustment circuit 119 is a circuit for designating and outputting a numerical value for performing this level adjustment for each two-dimensional block. Reference numerals 120, 121, and 122 denote adders that add the numerical values from the normalized information adjustment circuit 119 for each band to the scale factor value of the unit block. When the numerical value output from the normalization information adjustment circuit 119 is a negative number, the adders 120, 121, and 122 function as subtractors. That is, for each block to be level-adjusted, a numerical value is output from the normalization information adjustment circuit 119 for each two-dimensional block, and is added to or subtracted from the normalization information. It is possible to adjust each level. At this time, the addition and subtraction results are limited so as to be within the range of the numerical value of the scale factor defined in the format.
[0057]
Thus, by performing level adjustment independently for each two-dimensional block, a so-called filter effect can be realized.
[0058]
Next, an encoding format of data that is actually encoded will be described with reference to FIG. The numerical value shown on the left in FIG. 7 represents the number of bytes, and in this embodiment, 212 bytes are used as a unit of one frame.
[0059]
In the position of the first 0 byte in FIG. 7, the block size information of each band determined by the block determination circuits 109, 110, and 111 in FIG. 1 is recorded.
[0060]
Information on the number of unit blocks to be recorded is recorded at the position of the next first byte. This is because, for example, the bit allocation becomes 0 and the recording is unnecessary in many cases as the high-frequency side is increased by a series of bit allocation calculation circuits. Many bits are allocated to the middle and low range where the influence is large. In addition, the number of unit blocks in which bit assignment information is double-written and the number of unit blocks in which scale factor information is double-written are recorded at the 1-byte position. Double writing is a method of recording the same data recorded at a certain byte position in another location for error correction. The more double-written information, the higher the strength against errors. However, if this information is reduced, more bits can be used for spectrum data. For each of the above-described bit allocation information and scale factor information, the number of unit blocks in which double writing is performed is set, and the strength against errors and the number of usable bits for spectrum data are adjusted. ing. For each piece of information, the correspondence between the code within the specified bits and the number of unit blocks is determined in advance as a format. Specifically, as shown in FIG. 8, among the 8 bits at the 1-byte position, 3 bits are used as information on the number of unit blocks to be recorded, and 2 of the remaining 5 bits are used as bit allocation information. The number of unit blocks for which double writing is performed and the number of unit blocks for which double writing of scale factor information is performed for the remaining 3 bits are recorded.
[0061]
Bit allocation information of the unit block is recorded at the position from the second byte in FIG. For recording bit allocation information, it is determined as a format that, for example, 4 bits are used for one unit block. As a result, the bit allocation information corresponding to the number of unit blocks actually recorded in FIG. 7 described above is recorded in order from the 0th unit block.
[0062]
The unit block scale factor information is recorded after the bit allocation information data recorded by the above-described method. For recording the scale factor information, it is determined as a format that, for example, 6 bits are used for one unit block. As a result, the scale factor information is recorded by the number of unit blocks to be actually recorded in order from the 0th unit block in exactly the same manner as the recording of bit allocation information.
[0063]
After the scale factor information thus recorded, the spectrum data of the unit block is recorded. As for the spectrum data, the number of unit blocks to be actually recorded is recorded in order from the 0th unit block. Since how many pieces of spectrum data exist for each unit block is determined in advance by the format, it is possible to take correspondence of data by the above-described bit allocation information. It should be noted that recording is not performed for a unit block whose bit allocation is 0.
[0064]
After the spectrum information, the above-described double writing of the scale factor information and the double writing of the bit allocation information are performed. This recording method is the same as the recording of the scale factor information and the bit allocation information described above, except that the correspondence of the number corresponds to the double writing information shown in FIG.
[0065]
In FIG. 7, the scale factor double writing and / or the bit assignment double writing may be stopped, and the portion may be assigned to the spectrum data area.
[0066]
For the last two bytes, as shown in FIG. 7, the information of the 0th byte and the 1st byte is written twice. The double writing for 2 bytes is determined as a format, and the double writing recording amount cannot be set like the double writing of the scale factor information or the double writing of the bit allocation information.
[0067]
That is, the bit allocation calculation circuit 118 in FIG. 1 uses the above-described system shown in FIG. 3 to process the data obtained by processing the orthogonal transform output spectrum with the sub information as the main information and the block floating as the sub information. 1 and a word length indicating the word length are obtained. Based on this, the adaptive bit allocation encoding circuits 106, 107, and 108 in FIG. If necessary, the normalization information is adjusted by the output from the normalization information adjustment circuit 119, and is encoded according to the encoding format.
[0068]
FIG. 9 shows a decoding circuit for decoding again a signal that has been highly efficient encoded by the system shown in FIG. 1 described above. The quantized MDCT coefficients of each band, that is, data equivalent to the output signals of the output terminals 112, 114, and 116 in FIG. 1 are given to the decoding circuit input terminal 908 in FIG. (Block length) (information compression parameter), that is, data equivalent to the output signals of the output terminals 113, 115 and 117 in FIG. 1 is given to the input terminal 910 in FIG. The adaptive bit allocation decoding circuit 906 in FIG. 9 releases the bit allocation using the adaptive bit allocation information. Next, in the inverse orthogonal transform (IMDCT) circuits 903, 904, and 905 in FIG. 9, signals on the frequency axis are converted into signals on the time axis. The signals on the time axis of these partial bands are decoded into full-band signals by band synthesis filter (inverse band division filter) (IQMF: inverse right-angle mirror filter) circuits 902 and 901 in FIG.
[0069]
Here, the normalized information adjustment circuit 911 will be described. The operation is basically the same as that of the normalized information adjustment circuit 119 in FIG. That is, it is a circuit that outputs a numerical value for level adjustment by adding and subtracting the normalized information for each two-dimensional block. Reference numeral 909 denotes an adder that adds the numerical value from the normalized information adjustment circuit 911 to the scale factor value of the unit block. When the numerical value output from the normalization information adjustment circuit 911 is a negative number, the adder 909 functions as a subtracter. That is, for each block whose level is to be adjusted as in the case of encoding, a numerical value is output from the normalization information adjustment circuit 911 for each two-dimensional block, and is added to or subtracted from the normalization information. It is possible to adjust the level by 2 dB independently for each dimension block. At this time, the addition and subtraction results are limited so as to be within the range of the numerical value of the scale factor defined in the format. The scale factor value that has been level-adjusted by the adder 909 is used in the decoding process from the adaptive bit allocation decoding circuit 906, so that it can be used only to adjust the level of the decoded signal. For example, the scale factor value is read from the encoded recording medium, and the adjusted scale factor value is output to 907, and the scale factor value recorded on the recording medium is changed to the adjusted value. It is also possible. The information on the recording medium can be changed as necessary. Thereby, the level information of the recording medium can be changed with a very simple system. Thus, by performing level adjustment independently for each two-dimensional block, a so-called filter effect can be realized.
[0070]
In the description so far, the example in which both the encoding circuit and the decoding circuit have the normalized information adjustment circuit has been described. However, the filter effect can be fully utilized with only the decoding circuit.
[0071]
Hereinafter, some specific examples of applying the filter effect using the normalized information adjustment circuit will be described.
[0072]
For example, a low-pass filter can be realized by setting the output value from the normalization information adjustment circuit only for the high frequency block and reducing the normalization information of the high frequency block.
[0073]
For example, conversely, a high-pass filter can be realized by setting the output value from the normalization information adjustment circuit only for the low-frequency block and reducing the low-frequency normalization information.
[0074]
Similarly, it is obvious that effects such as a bandpass filter and a comb filter can be realized within a range that the block can take.
[0075]
Realizing a bandpass filter by setting the output value from the normalization information adjustment circuit only for blocks in bands other than the predetermined band and reducing the normalization information for blocks in bands other than the predetermined band I can do it.
[0076]
Further, by increasing the normalization information by the output value from the normalization information adjustment circuit, boost processing can be realized within the range that the block can take.
[0077]
Further, a wah effect or the like, which is a kind of effect processing used for musical instruments or the like, can be realized by changing the frequency, that is, the block to which the filter effect is applied, in stages using time as a parameter.
[0078]
Next, the filter will be described with reference to FIGS. 10 and 11 by taking a low-pass filter as an example. FIG. 10 shows how normalization is performed for each unit block. That is, the normalization candidate corresponding to the spectrum data on the maximum frequency axis in the unit block or the MDCT coefficient (signal component in the two-dimensional block relating to time and frequency) is selected, and the normalization candidate number is the unit. This is block normalization information. In FIG. 10, the normalization information of the unit block whose block number is 0 is 5, the normalization information of the unit block whose block number is 1 is 7, and the normalization information of the unit block whose block number is 2 is 9 Thus, the normalization information of the unit block whose block number is 3 is 6, and the normalization information of the unit block whose block number is 4 is 4. Since the encoded data has such normalization information, the decoding is generally performed based on the normalization information at the time of decoding.
[0079]
On the other hand, FIG. 11 shows a state where the spectral data on the maximum frequency axis in the unit block or the normalized information determined based on the MDCT coefficient is intentionally operated. This can be performed at the time of either encoding or decoding. Here, an example in which the operation is intentionally performed when decoding the encoded data recorded on the recording medium will be described. The encoded data actually recorded on the recording medium is as shown in FIG. 10. For this encoded data, the normalization information is forcibly set to 0 for the unit blocks with the block numbers 3 and 4. I have to. This is realized, for example, by adding a negative value to the normalized information before decoding. By performing this operation, the unit blocks with the block numbers 3 and 4 are decoded as normalized with the normalization candidate number 0. As a result, since the unit blocks with the block numbers 3 and 4 are decoded based on the normalization candidate number 0 having the lowest level, the spectrum data on the frequency axis or the MDCT coefficient is also set to a low level. Decrypted. If the higher the unit block number, the higher the frequency component is included, this operation is equivalent to cutting the level of the higher frequency component. That is, the low pass filter is realized by deliberately setting the normalized information of the unit block numbers 3 and 4 to 0.
[0080]
In the example of FIGS. 10 and 11, the number of unit blocks is five, 0, 1-4, and the number of normalization candidate numbers is 10, 0, 1-9. In the format, the number of unit blocks is 52, 0, 1 to 51, and the number of normalization candidate numbers is 64, 0, 1 to 63, and finer control is possible. At this time, for example, by setting the normalization information of the unit blocks after the 20th to 0, a low-pass filter having a cutoff frequency of about 5.5 kHz can be realized.
[0081]
Next, referring to FIGS. 12 to 15, a digital signal recording apparatus (method), a digital signal reproducing apparatus (method), a digital signal transmitting apparatus (method), and a digital signal including the above-described normalized information adjustment circuit of the present invention. An embodiment of a signal receiving apparatus (method) will be described. 12 to 15, ENC represents the encoder of FIG. 1, Tin represents its input terminal 100, DEC represents the decoder of FIG. 9, and Tout represents its output terminal 900.
[0082]
In the recording apparatus of FIG. 12, the input digital signal from the input terminal Tin is supplied to the encoder ENC and encoded, and the output of the encoder ENC, that is, the output terminals 112, 114, 116 and 113, 115 of the encoder of FIG. The output signal from 117 is supplied to the modulation means MOD and multiplexed and then subjected to predetermined modulation, or each output signal is modulated and then multiplexed or remodulated. The modulated signal from the modulation means MOD is recorded on the recording medium M by recording means (magnetic head, optical head, etc.).
[0083]
In the reproducing apparatus of FIG. 13, the reproducing means (magnetic head, optical head, etc.) P reproduces the recording signal of the recording medium M in FIG. 10, and the reproduced signal is modulated by the demodulating means DEM according to the modulation by the modulating means MOD. Demodulate. A demodulated output from the demodulating means DEM, that is, a signal corresponding to the output from the output terminals 112, 114, 116 of the encoder of FIG. 1 is supplied to the input terminal 908 of the decoder of FIG. 9, and the output terminal of the encoder of FIG. Signals corresponding to the outputs from 113, 115 and 117 are supplied to the input terminal 910 in FIG. 9 and decoded, and an output digital signal corresponding to the input digital signal is output to the output terminal Tout.
[0084]
14, the input digital signal from the input terminal Tin is supplied to the encoder ENC and encoded, and the output of the encoder ENC, that is, the output terminals 112, 114, 116 and 113, 115 of the encoder of FIG. The output terminal 117 is supplied to the modulation means MOD and multiplexed and then subjected to predetermined modulation, or each output signal is modulated and then multiplexed or remodulated. The modulated signal from the modulation means MOD is supplied to the transmission means TX, frequency conversion, amplification, etc. are performed to create a transmission signal, and the transmission signal is transmitted by the transmission antenna ANT-T which is a part of the transmission means TX. .
[0085]
15 receives the transmission signal from the transmission antenna ANT-T of FIG. 11 by the reception antenna ANT-R which is a part of the reception unit RX, and amplifies the reception signal by the reception unit RX. Reverse frequency conversion is performed. The received signal from the receiving means RX is demodulated by the demodulating means DEM according to the modulation by the modulating means MOD. A demodulated output from the demodulating means DEM, that is, a signal corresponding to the output from the output terminals 112, 114, 116 of the encoder of FIG. 1 is supplied to the input terminal 908 of the decoder of FIG. 9, and the output terminal of the encoder of FIG. Signals corresponding to the outputs from 113, 115 and 117 are supplied to the input terminal 910 in FIG. 9 and decoded, and an output digital signal corresponding to the input digital signal is output to the output terminal Tout.
[0086]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made. The encoder and decoder may be separate or integrated. The recording device and the playback device may be separate or integrated. The recording medium is magnetic tape. Magnetic disks, magneto-optical v disks, etc. are possible. Further, a storage means such as an IC memory or a memory card may be used instead of the recording medium. The transmission path between the transmission apparatus and the reception apparatus may be a wireless transmission path {radio wave, light (infrared, etc.)} or a wired transmission path (conductor, optical cable, etc.). For example, the input digital signal can be a digital audio signal (the audio signal can be a signal of various sounds such as a human voice, a singing voice, or a musical instrument), a digital video signal, or the like. The present invention can be applied to a digital signal recording / reproducing method (or apparatus), a digital signal transmitting / receiving method (or apparatus), a digital signal receiving method (or apparatus), and the like.
[0087]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency. Based on the signal components in the block, normalization is performed by selecting one of several positive values numbered using several bits in advance as normalization information, and the corresponding several bits The number using is used as normalization information, and for each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block related to time and frequency, the signal data in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount, and the information is compressed. In an encoding method that obtains a contraction parameter and selects valid two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, normalization information of at least one two-dimensional block among a plurality of two-dimensional blocks Since a digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block, filtering for a time domain signal obtained by decoding a signal that has been subjected to high-efficiency coding is performed. It can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, enables filtering of an arbitrary part of the signal in the time domain, records a highly efficient encoded signal on a certain recording medium, and When you want to re-record information in the time domain that has been decoded from the recorded signal, with the information changed to a filter effect It can be realized with smaller processing steps and a simple configuration, and can filter any part of the signal in the time domain, and prevent quality degradation associated with operations such as inverse orthogonal transformation and orthogonal transformation. An encoding method that can be realized can be obtained.
[0088]
According to the second aspect of the present invention, in the encoding method of the first aspect of the present invention, a low-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a high-frequency component among a plurality of frequency band components. Since it did in this way, in addition to the effect of 1st this invention, the encoding method in which a low-pass filter process is possible can be obtained.
[0089]
According to the third aspect of the present invention, in the encoding method of the first aspect of the present invention, a high-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a low-frequency component among a plurality of frequency band components. Thus, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, an encoding method capable of high-pass filter processing can be obtained.
[0090]
According to the fourth aspect of the present invention, in the encoding method of the first aspect of the present invention, by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a band other than the predetermined band among the plurality of frequency band components, the predetermined band Since the band-pass filter having the pass band is realized, an encoding method capable of band-pass filter processing can be obtained in addition to the effect of the first aspect of the present invention.
[0091]
According to the fifth aspect of the present invention, the input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency. Based on the signal components in the block, normalization is performed by selecting one of several positive values numbered using several bits in advance as normalization information, and the corresponding several bits The number using is used as normalization information, and for each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block related to time and frequency, the signal data in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount, and the information is compressed. Obtain the compression parameter, select the number of valid two-dimensional blocks from a value specified in advance in several bits, and select the signal component for each two-dimensional block related to the compressed time and frequency as the two-dimensional related to time and frequency. In a decoding method in which decoding is performed using an information compression parameter for each block, a desired value for each two-dimensional block with respect to normalization information of at least one two-dimensional block of the plurality of two-dimensional blocks Since the digital signal filtering process is performed by adding or subtracting the signal, the filtering process for the time domain signal obtained by decoding the signal subjected to the high-efficiency encoding is performed with a smaller processing step and a simpler process. Which can be implemented with a configuration and allows filtering of any part of the time domain signal. If you want to record a high-efficiency encoded signal on a medium, change the information into a filtered form, and re-record the time-domain signal obtained by decoding the recorded signal. It can be realized with processing steps and simple configuration, and can filter any part of the signal in the time domain, and realizes prevention of quality deterioration due to operations such as inverse orthogonal transformation and orthogonal transformation. A decoding method that can be used is obtained.
[0092]
According to the sixth aspect of the present invention, in the decoding method of the fifth aspect of the present invention, a low-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a high frequency component among a plurality of frequency band components. Since it did in this way, in addition to the effect of 5th this invention, the decoding method in which a low-pass filter process is possible can be obtained.
[0093]
According to the seventh aspect of the present invention, in the decoding method of the fifth aspect of the present invention, a high-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a low-frequency component among a plurality of frequency band components. Thus, in addition to the effect of the fifth aspect of the present invention, a decoding method capable of high-pass filter processing can be obtained.
[0094]
According to the eighth aspect of the present invention, in the decoding method according to the fifth aspect of the present invention, by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a band other than the predetermined band among the plurality of frequency band components, the predetermined band In addition to the effect of the fifth aspect of the present invention, a decoding method capable of bandpass processing can be obtained.
[0095]
According to the ninth aspect of the present invention, band dividing means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Out of several positive values that have been numbered using several bits in advance based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block with respect to time and frequency Normalization data calculation means for performing normalization by selecting one of these as normalization information and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the block, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, time and frequency Compression coding means for compressing information by quantizing signal components in the block with normalized data and bit allocation for each two-dimensional block to be performed, and information compression parameter determination for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block with respect to time and frequency And at least one of a plurality of two-dimensional blocks in an encoding apparatus comprising: means and valid two-dimensional block number information determining means for selecting valid two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits. A time domain that decodes a signal that has been subjected to high-efficiency coding because it has a calculation means for adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of the two-dimensional block. Can be realized with a smaller processing step and a simple configuration. Enables filtering of any part of inter-domain signals, records signals with high efficiency encoding on a certain recording medium, and filters the time domain signals obtained by decoding the recorded signals. Can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered. It is possible to obtain an encoding apparatus capable of preventing quality deterioration associated with operations such as inverse orthogonal transform and orthogonal transform.
[0096]
According to the tenth aspect of the present invention, band dividing means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Out of several positive values that have been numbered using several bits in advance based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block with respect to time and frequency Normalization data calculation means for performing normalization by selecting one of these as normalization information and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the block, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing the signal components in the block according to the normalized data and bit allocation amount for each two-dimensional block, and determining information compression parameters for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency Means, effective two-dimensional block number information determining means for selecting the number of valid two-dimensional blocks from a predetermined value in several bits, and signal components in the two-dimensional block relating to information compressed time and frequency, In a decoding apparatus having decoding means for decoding using information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency, each of the normalized information of at least one two-dimensional block of a plurality of two-dimensional blocks An arithmetic means for performing filter processing by adding or subtracting a desired value for each dimension block Therefore, the filtering process for the time domain signal obtained by decoding the highly efficient encoded signal can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be realized. Filter processing, record a highly efficient encoded signal on a certain recording medium, and change the information in a time-domain signal obtained by decoding the recorded signal to a filter effect. Can be realized with smaller processing steps and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered, and inverse orthogonal transformation, orthogonal transformation, etc. Thus, it is possible to obtain a decoding apparatus that can prevent the quality deterioration accompanying the above.
[0097]
According to the eleventh aspect of the present invention, the input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency. Based on the signal components in the block, normalization is performed by selecting one of several positive values numbered using several bits in advance as normalization information, and the corresponding several bits The number using is used as normalization information, and for each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block relating to time and frequency, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress the information, and the information compression pattern for each two-dimensional block relating to time and frequency is compressed. In a digital signal recording method for recording on a recording medium together with a meter and information on the number of valid two-dimensional blocks selected from a predetermined value in several bits, at least one two-dimensional block of a plurality of two-dimensional blocks Since the digital signal filtering process is performed by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the block normalization information, the time domain in which the signal subjected to high-efficiency encoding is decoded Filter processing can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered, and high-efficiency encoding is performed on a certain recording medium. The time domain signal obtained by recording the recorded signal and decoding the recorded signal is subjected to a filter effect. When it is desired to change and re-record the information, it can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered, and the inverse orthogonal transform, orthogonal It is possible to obtain a digital signal recording method capable of preventing quality deterioration associated with operations such as conversion.
[0098]
According to the twelfth aspect of the present invention, in the digital signal recording method according to the eleventh aspect of the present invention, since the normalized information subjected to the filter processing is re-recorded on the recording medium, the signal subjected to the high-efficiency encoding is decoded. The time domain signal can be filtered with smaller processing steps and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered, and the inverse orthogonal transform and orthogonal transform can be performed. Thus, it is possible to obtain a digital signal recording method capable of preventing the quality deterioration caused by such operations.
[0099]
According to the thirteenth aspect of the present invention, band dividing means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Out of several positive values that have been numbered using several bits in advance based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block with respect to time and frequency Normalization data calculation means for performing normalization by selecting one of these as normalization information and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the block, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing the signal components in the block according to the normalized data and bit allocation amount for each two-dimensional block, and determining information compression parameters for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, including compression encoding means, information compression parameter determining means, and effective two-dimensional information In the digital signal recording apparatus in which each output of the block number information determining means is recorded on a recording medium, for each two-dimensional block with respect to the normalization information of at least one two-dimensional block of the plurality of two-dimensional blocks. High-efficiency because it has a calculation means that adds or subtracts the desired value to the filter processing Filtering of the time domain signal obtained by decoding the encoded signal can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered. If you want to record a high-efficiency encoded signal on a recording medium, change the information into a filter-effected form, and re-record the time-domain signal obtained by decoding the recorded signal In addition, it can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, and can filter any part of the signal in the time domain, and can also reduce quality deterioration due to operations such as inverse orthogonal transformation and orthogonal transformation. It is possible to obtain a digital signal recording apparatus that can realize prevention.
[0100]
According to the fourteenth aspect of the present invention, in the digital signal recording apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, the normalized information filtered by the computing means is re-recorded on the recording medium. The time domain signal obtained by decoding the processed signal can be filtered with a smaller processing step and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered. Thus, it is possible to obtain a digital signal recording apparatus capable of preventing quality deterioration associated with computations such as inverse orthogonal transform and orthogonal transform.
[0101]
According to the fifteenth aspect of the present invention, the input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency. Based on the signal components in the block, normalization is performed by selecting one of several positive values numbered using several bits in advance as normalization information, and the corresponding several bits The number using is used as normalization information, and for each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block relating to time and frequency, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress the information, and the information compression pattern for each two-dimensional block relating to time and frequency is compressed. Normalization information of at least one two-dimensional block among a plurality of two-dimensional blocks in a recording medium recorded with a meter and the number of valid two-dimensional blocks selected from a predetermined value in a few bits On the other hand, a digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block, and normalization information after the filtering process is recorded. Filter processing for the time domain signal obtained by decoding the encoded signal can be realized with a smaller processing step and simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered. And recording a high-efficiency encoded signal on a certain recording medium, and decoding the recorded signal into a time-domain signal. If you want to re-record information after changing it into a filter effected form, it can be realized with a smaller processing step and simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered. In addition, it is possible to obtain a recording medium that can realize the prevention of quality deterioration associated with computations such as inverse orthogonal transform and orthogonal transform.
[0102]
According to the sixteenth aspect of the present invention, an input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency. Based on the signal components in the block, normalization is performed by selecting one of several positive values numbered using several bits in advance as normalization information, and the corresponding several bits The number using is used as normalization information, and for each two-dimensional block related to time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristic of the signal component in the two-dimensional block is obtained, and the bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, For each two-dimensional block relating to time and frequency, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress the information, and the information compression pattern for each two-dimensional block relating to time and frequency is compressed. Normalization of at least one two-dimensional block of a plurality of two-dimensional blocks in a digital signal transmission method for transmitting together with a meter and information on the number of valid two-dimensional blocks selected from a predetermined number of bits The digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the information, and the filtered digital signal is transmitted. Filtering for a signal in the time domain obtained by decoding the signal having been performed can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, enabling filtering of any part of the signal in the time domain, A time domain in which a highly efficient encoded signal is recorded on a recording medium and the recorded signal is decoded. If it is desired to re-record information with a filter effect, it can be realized with a smaller processing step and a simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered. In addition, it is possible to obtain a digital signal transmission method capable of realizing the prevention of quality deterioration associated with computations such as inverse orthogonal transform and orthogonal transform.
[0103]
According to the seventeenth aspect of the present invention, band division means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonally transforming the signal. Out of several positive values that have been numbered using several bits in advance based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block with respect to time and frequency Normalization data calculation means for performing normalization by selecting one of these as normalization information and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and two-dimensional for each two-dimensional block relating to time and frequency Quantization coefficient calculation means for obtaining a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the block, bit allocation calculation means for determining the bit allocation amount based on the quantization coefficient, time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing the signal components in the block according to the normalized data and bit allocation amount for each two-dimensional block, and determining information compression parameters for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, including compression encoding means, information compression parameter determining means, and effective two-dimensional information In a digital signal transmitting apparatus for transmitting each output of the block number information determining means, a desired value is added for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among a plurality of two-dimensional blocks. Or subtracting the filtering means and the digital signal after the filtering process. Therefore, it is possible to realize a filtering process for a signal in the time domain obtained by decoding a signal subjected to high-efficiency encoding with a smaller processing step and a simple configuration. Filter any part of this signal, record a signal with high efficiency coding on a recording medium, and apply a filter effect to the time domain signal obtained by decoding the recorded signal. If you want to change and re-record information in the form, it can be realized with smaller processing steps and simple configuration, and any part of the time domain signal can be filtered and inverse orthogonal It is possible to obtain a digital signal transmitting apparatus that can prevent quality degradation associated with operations such as transformation and orthogonal transformation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a specific example of a high-efficiency compression encoding encoder that can be used for bit rate compression encoding according to this embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of an orthogonal transform block at the time of bit compression.
FIG. 3 is a block circuit diagram showing an example of a bit allocation calculation function.
FIG. 4 is a diagram showing a spectrum of a band divided in consideration of each critical band and block floating.
FIG. 5 is a diagram showing a masking spectrum.
FIG. 6 is a diagram in which a minimum audible curve and a masking spectrum are synthesized.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of data encoding.
8 is a diagram showing details of data of the first byte in FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a block circuit diagram showing a specific example of a high-efficiency compression encoding decoder that can be used for the bit rate compression encoding of the embodiment described above.
FIG. 10 is an explanatory diagram 1 of a low-pass filter.
FIG. 11 is an explanatory diagram 2 of a low-pass filter.
FIG. 12 is a block diagram showing a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a playback apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101, 102 Band division filter, 103, 104, 105 Orthogonal transform circuit (MDCT), 109, 110, 111 Block decision circuit, 118 bit allocation calculation circuit, 106, 107, 108 Adaptive bit allocation encoding circuit, 119 normalization information Adjustment circuit, 120, 121, 122 Adder (subtractor), 302 Energy calculator for each band, 303 Convolution filter, 304 Subtractor, 305 Function generator, 306 Division circuit, 307 Minimum audible curve generation circuit, 308 Synthesis Circuit, 309 subtraction circuit, 310 delay circuit, 311 allowable noise correction circuit, 901, 902 band synthesis filter (IQMF), 903, 904, 905 inverse orthogonal transform circuit (IMDCT), 906 adaptive bit allocation decoding circuit, 909 addition circuit , 910 input terminal, 911 normalization information adjustment circuit , ENC encoder, MOD modulation means, REC recording means, P reproduction means, DEC demodulation means, DEC decoder, TX transmission means, RX reception means.

Claims

The input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and the signal components in the two-dimensional block are obtained for each two-dimensional block relating to the time and frequency. , Normalization is performed by selecting one of several positive values numbered in advance using several bits as normalization information, and the number using the corresponding several bits is normalized information. For each two-dimensional block related to the time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the two-dimensional block is obtained, a bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, and the two-dimensional block related to the time and frequency For each block, the in-block signal component is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress information, and the information pressure for each two-dimensional block with respect to time and frequency is compressed. To obtain a parameter, in the encoding method of selecting from predefined values the number information of the two-dimensional blocks are significant for several bits,
Filtering of a digital signal is performed by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among the plurality of two-dimensional blocks. Encoding method.

The encoding method according to claim 1, wherein
An encoding method characterized in that a low-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a high-frequency component among the plurality of frequency band components.

The encoding method according to claim 1, wherein
An encoding method characterized in that a high-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a low-frequency component among the plurality of frequency band components.

The encoding method according to claim 1, wherein
A bandpass filter having the predetermined band as a pass band is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a band other than the predetermined band among the plurality of frequency band components. Encoding method.

The input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and the signal components in the two-dimensional block are obtained for each two-dimensional block relating to the time and frequency. , Normalization is performed by selecting one of several positive values numbered in advance using several bits as normalization information, and the number using the corresponding several bits is normalized information. For each two-dimensional block related to the time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the two-dimensional block is obtained, a bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, and the two-dimensional block related to the time and frequency For each block, the in-block signal component is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress information, and the information pressure for each two-dimensional block with respect to time and frequency is compressed. The parameter is obtained, the number information of the effective two-dimensional block is selected from a predetermined value in several bits, and the signal component for each two-dimensional block related to the information compressed time and frequency is set to 2 for the time and frequency. In the decoding method in which decoding is performed using the information compression parameter for each dimension block,
Filtering of a digital signal is performed by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one of the plurality of two-dimensional blocks. A characteristic decoding method.

The decoding method according to claim 5, wherein
A decoding method characterized by realizing a low-pass filter by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a high-frequency component among the plurality of frequency band components.

The decoding method according to claim 5, wherein
A decoding method characterized in that a high-pass filter is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a low-frequency component among the plurality of frequency band components.

The decoding method according to claim 5, wherein
A bandpass filter having the predetermined band as a pass band is realized by calculating normalization information of a two-dimensional block corresponding to a band other than the predetermined band among the plurality of frequency band components. Decoding method.

Band division means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and orthogonal transform means for obtaining signal components for encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonal transformation of the signals. Based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block related to the time and frequency, one of several positive values numbered in advance using several bits is used as normalization information. Normalization data calculation means for performing normalization by selecting and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and characteristics of signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to the time and frequency A quantization coefficient calculating means for obtaining a quantization coefficient representing the bit, a bit allocation calculating means for determining a bit allocation amount based on the quantization coefficient, and a second order relating to the time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on the normalized data and bit allocation amount for each block, and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to the time and frequency And an effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits.
Computation means for performing filtering by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among the plurality of two-dimensional blocks. An encoding device.

Band division means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and orthogonal transform means for obtaining signal components for encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonal transformation of the signals. Based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block related to the time and frequency, one of several positive values numbered in advance using several bits is used as normalization information. Normalization data calculation means for performing normalization by selecting and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and characteristics of signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to the time and frequency A quantization coefficient calculating means for obtaining a quantization coefficient representing the bit, a bit allocation calculating means for determining a bit allocation amount based on the quantization coefficient, and a second order relating to the time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on the normalized data and bit allocation amount for each block, and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to the time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in several bits, and signal components in the two-dimensional block relating to the information compressed time and frequency, In a decoding apparatus having decoding means for decoding using information compression parameters for each two-dimensional block relating to the time and frequency,
Computation means for performing filtering by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among the plurality of two-dimensional blocks. Decoding device.

The input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and the signal components in the two-dimensional block are obtained for each two-dimensional block relating to the time and frequency. , Normalization is performed by selecting one of several positive values numbered in advance using several bits as normalization information, and the number using the corresponding several bits is normalized information For each two-dimensional block related to the time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the two-dimensional block is obtained, a bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, and the two-dimensional block related to the time and frequency For each block, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress the information, and the information compression parameter for each two-dimensional block regarding the time and frequency is compressed. Terpolymers, and recorded on a recording medium together with the one selected from the predefined value by the number bits the number information of the two-dimensional blocks to enable, in a digital signal recording method,
Filtering of a digital signal is performed by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one of the plurality of two-dimensional blocks. A digital signal recording method.

The digital signal recording method according to claim 11, wherein
A digital signal recording method, wherein the normalized information subjected to the filtering process is re-recorded on the recording medium.

Band division means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and orthogonal transform means for obtaining signal components for encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonal transformation of the signals. Based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block related to the time and frequency, one of several positive values numbered in advance using several bits is used as normalization information. Normalization data calculation means for performing normalization by selecting and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and characteristics of signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to the time and frequency A quantization coefficient calculating means for obtaining a quantization coefficient representing the bit, a bit allocation calculating means for determining a bit allocation amount based on the quantization coefficient, and a second order relating to the time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on the normalized data and bit allocation amount for each block, and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to the time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in a few bits, the compression encoding means, the information compression parameter determining means, and the effective In a digital signal recording apparatus for recording each output of the two-dimensional block number information determining means on a recording medium,
Computation means for performing filtering by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block of the plurality of two-dimensional blocks. A digital signal recording device.

The digital signal recording apparatus according to claim 13, wherein
A digital signal recording apparatus, wherein the normalized information filtered by the arithmetic means is re-recorded on the recording medium.

The input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and the signal components in the two-dimensional block are obtained for each two-dimensional block relating to the time and frequency. , Normalization is performed by selecting one of several positive values numbered in advance using several bits as normalization information, and the number using the corresponding several bits is normalized information For each two-dimensional block related to the time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the two-dimensional block is obtained, a bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, and the two-dimensional block related to the time and frequency For each block, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress the information, and the information compression parameter for each two-dimensional block regarding the time and frequency is compressed. Terpolymers, and the recording medium recorded with those selected from the predefined value by the number bits the number information of the two-dimensional block comprising as an active,
A digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among the plurality of two-dimensional blocks. A recording medium on which normalization information after filtering is recorded.

The input digital signal is decomposed into a plurality of frequency band components to obtain signal components in a plurality of two-dimensional blocks relating to time and frequency, and the signal components in the two-dimensional block are obtained for each two-dimensional block relating to the time and frequency. , Normalization is performed by selecting one of several positive values numbered in advance using several bits as normalization information, and the number using the corresponding several bits is normalized information For each two-dimensional block related to the time and frequency, a quantization coefficient representing the characteristics of the signal component in the two-dimensional block is obtained, a bit allocation amount is determined based on the quantization coefficient, and the two-dimensional block related to the time and frequency For each block, the signal component in the block is quantized by the normalized data and the bit allocation amount to compress the information, and the information compression parameter for each two-dimensional block regarding the time and frequency is compressed. Terpolymers, and the digital signal transmission method for transmitting with those selected from the predefined value by the number bits the number information of the two-dimensional block comprising as an active,
A digital signal is filtered by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among the plurality of two-dimensional blocks. A digital signal transmission method comprising transmitting a digital signal after filtering.

Band division means for dividing an input digital signal into a plurality of frequency band components, and orthogonal transform means for obtaining signal components for encoding and / or analysis in a plurality of two-dimensional blocks related to time and frequency by orthogonal transformation of the signals. Based on the signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block related to the time and frequency, one of several positive values numbered in advance using several bits is used as normalization information. Normalization data calculation means for performing normalization by selecting and obtaining a number using the corresponding several bits as normalization information, and characteristics of signal components in the two-dimensional block for each two-dimensional block relating to the time and frequency A quantization coefficient calculating means for obtaining a quantization coefficient representing the bit, a bit allocation calculating means for determining a bit allocation amount based on the quantization coefficient, and a second order relating to the time and frequency Compression encoding means for compressing information by quantizing signal components in the block based on the normalized data and bit allocation amount for each block, and information compression parameter determination means for obtaining information compression parameters for each two-dimensional block relating to the time and frequency And effective two-dimensional block number information determining means for selecting effective two-dimensional block number information from a predetermined value in a few bits, the compression encoding means, the information compression parameter determining means, and the effective In the digital signal transmitting apparatus for transmitting each output of the two-dimensional block number information determining means,
Arithmetic means for performing filtering by adding or subtracting a desired value for each two-dimensional block to the normalization information of at least one two-dimensional block among the plurality of two-dimensional blocks;
A digital signal transmitting apparatus comprising: a transmitting means for transmitting a digital signal after performing the filtering process.