JP4049791B2 - 浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法、及び復号化方法と、その各装置、その各プログラム - Google Patents

Description

この発明は音声、音楽、画像などのディジタル信号をより低い情報量に圧縮された符号に変換する符号化方法、その復号化方法、符号化装置、復号化装置、これらのプログラムに関する。

音声、画像などの情報を圧縮する方法として、歪を許さない可逆な符号化方法がある。
圧縮率の高い非可逆の符号化を行い、その再生信号と原信号の誤差を可逆に圧縮することを組み合わせることで高い圧縮率で可逆な圧縮が可能となる。この組み合わせ圧縮方法が日本国特許出願公開２００１−４４８４７号に提案されている。この方法は前記文献に詳細に示されているが、以下に簡単に説明する。
符号器では、ディジタル入力信号（以下、入力信号サンプル系列とも呼ぶ）が、フレーム分割部で、例えば１０２４個の入力信号サンプルからなるフレーム単位に、順次分割され、このフレーム単位ごとにディジタル信号が非可逆圧縮符号化される。この符号化は、復号化時に元のディジタル入力信号をある程度再現できる方式であれば、入力信号に適した如何なる方式でもよい。例えば、上記ディジタル入力信号が音声であればＩＴＵ−ＴのＧ．７２９標準として勧告されている音声符号化などが利用でき、音楽であればＭＰＥＧ−４で採用されているＴｗｉｎ ＶＱ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−Ｄｏｍａｉｎ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｖｅｃｔｏｒ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）符号化などが利用できる。この非可逆圧縮符号は局部復号され、この局部信号と元のディジタル信号との誤差信号が生成される。なお、実際的には、局部復号はする必要なく、非可逆圧縮符号を生成する際に得られる量子化信号と元のディジタル信号との誤差を求めればよい。この誤差信号の振幅は通常は元のディジタル信号の振幅よりもかなり小さい。よって、元のディジタル信号を可逆圧縮符号化するよりも、誤差信号を可逆圧縮符号化する方が情報量を小さくできる。
この可逆圧縮符号化の効率を上げるために、この誤差信号の符号絶対値表現（極性と絶対値の２進数）されたサンプル列のフレーム内の全サンプルに対しそれらの各ビット位置、つまりＭＳＢ，第２ＭＳＢ，…，ＬＳＢ毎に、サンプル系列方向（時間方向）にビットを連結したビット列を生成する。即ち、ビット配列の変換が行われる。この各連結した同じビット位置の１０２４個のビットからなるビット列をここでは便宜上「等位ビット列」と呼ぶことにする。これに対し、各サンプルの極性も含む振幅値を表す１ワードのビット列を便宜上「振幅ビット列」と呼ぶことにする。誤差信号は振幅が小さいので、各サンプルの最上位から１つ又は連続する複数のビットは全て″０″となることが多い。そこで、それらのビット位置で連結して生成した等位ビット列は全て″０″のビット列となるので、予め決めた短い符号で表すことができ、誤差信号の可逆圧縮符号化効率を上げることができる。
これら等位ビット列が可逆圧縮符号化される。可逆圧縮符号化としては、例えば、同一符号（１又は０）が連続する系列がある場合や頻繁に出現する系列がある場合を利用した、ハフマン符号化や算術符号化などのエントロピィ符号化などを用いることができる。
復号化側では、可逆圧縮符号が復号化され、その復号信号に対し、ビット配列の逆変換が行われ、即ち、フレーム毎に等位ビット列を振幅ビット列に変換し、得られた誤差信号が順次再生される。また、非可逆圧縮符号が復号化され、この復号信号と再生された誤差信号とが加算され、最後に、フレームごとの各加算信号が順次連結されて、元のディジタル信号系列が再生される。
音声、画像などの情報の歪を許さない可逆な符号化方法としてはその他にも各種のものが知られている。音楽情報については例えばＭａｔ Ｈａｎｓ，Ｒｏｎａｌｄ Ｗ．Ｓｃｈａｆｅｒ等による″Ｌｏｓｓｌｅｓｓ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ″，ＩＥＥＥ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ，Ｊｕｌｙ ２００１，ｐｐ．２１−３２に示されている。従来の方法は何れも波形をそのままＰＣＭ信号としたものについての圧縮符号化方法であった。
しかし音楽の収録スタジオでは浮動小数点形式で波形が記録されて保存されることがある。浮動小数点形式の値は極性、指数部、仮数部に分離されている。例えば図１に示すＩＥＥＥ−７５４として標準化されている浮動小数点形式は３２ビットであり、上位ビットから極性１ビット、指数部８ビット、仮数部２３ビットで構成されている。極性をＳ、指数部の８ビットで表す値を１０進数でＥ、仮数部の２進数をＭとすると、この浮動小数点形式の数値は絶対値表現２進数で表わすと

ＩＥＥＥ−７５４によれば、Ｅ_０＝２^７−１＝１２７と決められており、これにより、式（１）中のＥ−Ｅ_０は
−１２７≦Ｅ−Ｅ_０≦１２８
の範囲の任意の値を取ることができる。
音声、音楽、画像の情報が浮動小数点形式のディジタル信号系列とされている場合は、浮動小数点形式の性質上″０″と″１″からなるビット列が乱雑な場合が多くなるため、前述したビット配列変換を行っても、エントロピィ圧縮符号化などによって高い圧縮率は期待できない。また浮動小数点形式のサンプル列は原アナログ波形と著しく異なったものとなりサンプル間の相関による冗長性がなく、前述のＭａｔ Ｈａｎｓ，Ｒｏｎａｌｄ Ｗ．Ｓｃｈａｆｅｒ等の文献に示されている可逆予測符号化方法を適用しても高い圧縮率は期待できない。
この発明の目的は浮動小数点形式のディジタル信号に対して圧縮率が高く、歪が生じない可逆符号化、復号化方法、それらの装置及びそれらのプログラムを提供することにある。

この発明による浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法及び装置は、浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルを整数形式の第２ディジタル信号サンプルに変換し、上記整数形式の第２ディジタル信号サンプルを可逆圧縮して符号列を生成し、上記整数形式の第２ディジタル信号サンプルと上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルとの差分に対応する差分信号を生成し、上記符号列と、上記差分信号に対応する差分情報を符号化結果として出力する。
このように整数形式のディジタル信号サンプルに変換することにより、原アナログ波形信号に近いものとなり、信号サンプル間の相関による冗長性を除く圧縮方法により効率よく圧縮することができる。
この発明による符号小数点形式ディジタル信号復号化方法及び装置は、符号列を復号伸張して整数形式の第１ディジタル信号サンプルを生成し、差分情報に基づく差分信号を生成し、上記整数形式の第１ディジタル信号サンプルを浮動小数点形式の第２ディジタル信号サンプルに変換し、上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルと上記差分信号を合成して浮動小数点形式の第３ディジタル信号サンプルを生成する。

図１はＩＥＥＥ−７５４の３２ビット浮動小数点のフォーマットを示す図。
図２はこの発明の第１実施形態の符号化装置の機能構成を示す図。
図３は図２中の整数化部１２の動作を説明するための図。
図４は図２中の整数化部１２における処理手順の例を示す流れ図。
図５はこの発明の第１実施形態の復号化装置の機能構成を示す図。
図６はこの発明の第２実施形態の符号化装置の機能構成を示す図。
図７は桁調整処理手順を示すフローチャート。
図８はこの発明の第２実施形態の復号化装置の機能構成を示す図。
図９はこの発明の第２実施形態の符号化装置の変形機能構成を示す図。
図１０はこの発明の第２実施形態の復号化装置の変形機能構成を示す図。
図１１は浮動小数点の加、減算を指数部、仮数部別々に行う構成を示す図。
図１２はこの発明による符号化方法の他の実施形態を説明するための符号化装置の機能構成例を示す図。
図１３はこの発明による復号化方法の他の実施形態を説明するための復号化装置の機能構成例を示す図。
図１４はこの発明による符号化装置及び復号化装置を実施するコンピュータを説明するための図。

第１実施形態
図２にこの発明による符号化装置の実施形態の機能構成を示す。この実施形態の符号化装置１００は、整数化部１２と、圧縮部１３と、差分生成部１４と、圧縮部１７とから構成されている。また、整数化部１２は桁数計算部１２Ａを有しており、差分生成部１４は符号小数点化部１５と、減算部１６とから構成されている。信号源１１から例えば音楽信号のサンプル列が３２ビットの浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの系列として出力される。この各ディジタル信号サンプルＸは２４ビットの整数形式で録音された信号の素材を変形、振幅調整、効果付加、混合などの加工をした結果、小数点以下の端数を含むようになったものを浮動小数点形式に変換したもの、あるいは、もともと２４ビットの整数形式で録音された信号を３２ビット浮動小数点形式に変換後、前記加工をした信号である。このとき整数値をそのまま浮動小数点の数値とする場合や、整数値の３２７６８が１．０となるように正規化して表現する場合などもある。以下の説明は前者を前提としているが、これらの違いは指数部の値だけであり、本発明は全てに適用可能である。
この浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸは整数化部１２に入力され、各サンプルごとに整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換される。先に述べたように前記例ではもともと２４ビットの整数形式の信号の素材を変形、振幅調整、効果付加などの加工をした場合が多く、振幅が大きく変化することがないのが一般的である。従って整数化部１２においては小数点以下の端数を丸めて整数に変換すればよい。以下の説明では、丸めとして切捨てを行う場合について図３を参照して説明する。整数形式の桁数は１６ビットあるいは２０ビットなどでもよいが、以降の説明では２４ビットを使用する。
小数点の次の上位側ビットは、指数部の値Ｅが例えばＥ＝１４７であれば仮数部ＭのＭＳＢ側から１４７−１２７＝２０番目であり、図３Ａに示すように２３ビットの仮数部Ｍ中の上位側２０ビット（Ｍ_１）が絶対値２進表現をした場合の整数部であって、仮数部Ｍ中の下位側３ビット（Ｍ_２）が絶対値２進表現をした場合の小数点以下の端数部である。従って、図３Ｂに示すように整数部（Ｍ_１）中の最下位ビットが仮数部２３ビット中の最下位ビットとなるように、仮数部Ｍを３ビット下位方向にシフトすることによりこの小数点以下３ビット（Ｍ_２）が溢れて切り捨てられる。このシフトにより仮数部Ｍの空き（この例では″０００″）となった最上位３ビット中の最下位ビット（即ち、２３ビットの最下位から２１ビット目）に式（１）における″１．Ｍ″の″１″に対応する″１″を設定することにより、切り捨てによる整数化された値が得られる（図３Ｃ参照）。あるいは、シフト前の２３ビットのＭＳＢの上位側に″１″を付加した２４ビットを３ビットシフトしてもよい。
更に、このようにして得られた整数値を２の補数表現に変換する。つまり、浮動小数点形式の各ディジタル信号サンプルＸの極性ビットＳはそのまま最上位ビットとし、残りの２３ビットについては図３Ｃに得られた２３ビットを、極性Ｓが″０″（正）の場合は図３Ｃの２３ビットをそのまま用い、Ｓが″１″（負）であれば、図３Ｄに示すように２３ビットを全て論理反転、即ち″０″と″１″を交換した後に最下位ビットに″１″を加算する。なお最上位ビットは極性Ｓをそのまま用い、図３Ｅに示す２４ビットの補数表現された整数が得られる。
上述においては、主として、仮数部Ｍに小数点以下の端数部と対応するビットが０ビット以上含まれている場合を想定し、１サンプルの浮動小数点形式の３２ビットディジタル信号を１サンプル２４ビットの整数形式のディジタル信号に変換した。しかし、例えば前記２４ビット整数形式の信号の素材の複数を混合などして加工する場合には１サンプルの振幅値が２４ビットで表わされる最大値より可成り大きくなっている場合もある。このような場合は例外処理として、指数部Ｅの値を前記例では１２７＋２３＝１５０に制限し、仮数部Ｍの２３ビットをそのまま２の補数表現に変換して２４ビット整数形式のディジタル信号として用いる。
整数化部１２では例えば図４に示す処理を行うことになる。まず指数部Ｅが１５０を超えるか、つまり整数部分が２３ビット以上であるかを調べ（Ｓ１）、２３ビットより少なければ、桁数計算部１２Ａで整数値の桁数Ｅ−Ｅ_０＝ｎを求めて出力し（Ｓ２）、また仮数部Ｍを下位に（２３−ｎ）ビットだけシフトして端数部を溢れ出し、得られた整数部ｎビットの最下位から（ｎ＋１）ビット目に″１″を付加し（Ｓ３）、更にその上位側に全体で２３ビットとなるように″０″を補充したものを、極性Ｓを加味して２の補数表現の２４ビット整数形式に変換して１サンプルの整数形式ディジタル値を得る（Ｓ５）。つまり、最上位ビットに極性Ｓをそのまま用い、残りの２３ビットは、極性Ｓが″０″（正）であればステップＳ３でシフトした整数部分の最下位ビットから２３ビットまでをそのまま用い、Ｓが″１″（負）であれば前記シフトした整数部の最下位ビットから２３ビットまでを、最上位ビットはそのまま、他の２２ビットはビット反転して用いる。ステップＳ１で指数部Ｅが１５０以上であれば、ステップＳ４でその指数部Ｅを１５０に制限してステップＳ５に移る。なお、上述では仮数部Ｍに対し（２３−ｎ）ビットシフトして１サンプル２４ビットの絶対値表現２進数の整数値を求めたが、仮数部Ｍの上位からｎ＝Ｅ−Ｅ_０ビットを取り出し、その上位側に″１″を付加してｎ＋１ビットとし、その上位側に（２２−ｎ）ビットの″０″を付加して２３ビットとし、更にその上位側に極性ビットＳを付加して全体で２４ビットにしてもよい。
上述の整数化部１２は図４のステップＳ３において小数点以下の端数に対し切り捨てによる丸めを行う場合について説明したが、切り上げを行ってもよいし、小数点第１位が″１″か″０″かにより切り上げか切捨てかを行ってもよい。それによって繰り上がりが生じた場合には、（２３−ｎ）ビットシフト後の整数部分の最下位に″１″を加算する。その加算結果、更に整数部分の最上位に繰り上がりが生じた場合は、図２に破線で示すようにその切り上げが生じたことを示す１ビットの情報を符号化して補助情報Ｃｄとして送出する。
以上のようにして整数化部１２で変換された整数形式のディジタル信号サンプルＹの系列は圧縮部１３で整数値として波形値の相関などを利用した効率のよい可逆圧縮法により圧縮符号化されて符号列Ｃａとして出力される。圧縮部１３における可逆圧縮は例えば前記Ｍａｔ Ｈａｎｓらの論文に示すように各サンプルごとに予測値（整数値）との差分を求め、その差分の系列を、従来の技術の項で述べたようにビット配列変換を行った後、つまり等位ビット列についてエントロピィ符号化すればよい。つまり整数形式のディジタル信号サンプルＹの系列は信号源１１の浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの系列の原アナログ信号波形と近似したものとなっている。従ってこのディジタル信号サンプルＸの系列は予測や変換を使って信号サンプル間の相関による冗長性を除くことにより効率の高い可逆圧縮符号化が可能となる。
また整数形式のディジタル信号サンプルＹと信号源１１よりの対応する浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸとの差分信号（誤差）ΔＸが差分生成部１４で生成される。この例では整数形式のディジタル信号サンプルＹは浮動小数点化部１５で浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′に再変換され、その再変換された浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′が原浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸから減算部１６で減算されて浮動小数点形式の差分ディジタル信号ΔＸが生成される。
浮動小数点化部１５での変換は１サンプルの整数形式ディジタル信号が２４ビットの場合、まったくあいまい性や例外なく３２ビットの浮動小数点形式のディジタル信号に変換可能である。前述したように原浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの指数部Ｅは１４９以下の場合が多く、この場合はディジタル信号サンプルＸ′と原浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸとの差分ディジタル信号ΔＸは、原ディジタル信号サンプルＸの小数点以下の端数値と等しい。
差分生成部１４からの差分信号ΔＸは圧縮部１７で可逆圧縮符号化され、差分情報Ｃｂとして出力される。差分信号ΔＸは前述したように、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルの小数点以下の端数値であり、差分信号の仮数部における小数点以下の桁数が小さければエントロピィ符号化などにより能率よく可逆圧縮符号化が可能である。この圧縮部１７では圧縮効率を上げるために、指数部Ｅと仮数部Ｍの差分とを分離して、それぞれに適した可逆圧縮符号化して符号列Ｃｂ１とＣｂ２として出力してもよい。その場合、その指数部ＥはＸ′の指数部と同じであり、受信側で符号Ｃａを復号して得た信号サンプルＹを浮動小数点形式の信号サンプルＸ′に変換することにより得られるので送信しなくてもよい。即ち、仮数部Ｍの差分だけ符号化して差分情報Ｃｂ２として送信すればよい。
差分信号ΔＸは小数点以下の桁数が多いこともあり、その場合、符号化の効率が悪い場合がある。従って、差分信号ΔＸを符号化せず差分情報としてそのまま出力してもよい。あるいは、この差分信号ΔＸを符号化した場合としない場合の情報量を比較し、情報量が小さくなるほうを選択してもよい。
なお前述したように浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ自体の仮数部がＥ≧１５０の例外的な場合は、整数化部１２で指数部Ｅが１５０に制限されたことを示す例外信号ｙが差分生成部１４に与えられ、差分生成部１４はその指数部Ｅの値１５０とディジタル信号サンプルＸの指数部Ｅとの指数差分（Ｅ−１５０）と、仮数部Ｍの差分（全ビット″０″）を差分信号ΔＸとして生成する。圧縮部１７は差分信号ΔＸを可逆圧縮符号化し、その符号を差分情報Ｃｂとして出力する。この場合、仮数部差分は全ビット″０″なので送らず、指数差分のみを符号化して差分情報Ｃｂとして出力してもよい。
図５に図２に示した符号化装置１００と対応するこの発明による復号化装置２００の実施形態を示す。
入力された符号列Ｃａは伸張部２１で可逆伸張復号化される。この可逆伸張復号化方法は、図２中の圧縮部１３で行った可逆圧縮符号化方法と対応し、その処理と逆の処理を行う。よってこの可逆伸張復号化により１サンプル２４ビットの整数形式のディジタル信号サンプルＹの系列が生成される。
この整数形式のディジタル信号サンプルＹは浮動小数点化部２２で１サンプル３２ビットの浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′に変換される。一方、入力された差分情報Ｃｂは伸張部２３で可逆伸張復号化される。この可逆伸張復号化方法は、図２中の圧縮部１７で行う可逆圧縮方法と対応したものとする。よってこの可逆伸張復号化によって差分信号ΔＸが生成される。
この差分信号ΔＸは最下位側の端数値であるから、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′の仮数部の最下位側の対応ビット位置に合成部２４で挿入され、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸが再生される。図２の符号化装置１００において、差分信号ΔＸを圧縮符号化せずに出力する場合は、復号化装置２００において受信した差分信号ΔＸはそのまま合成部２４に与えられ、同様の合成が行われる。
第２実施形態
この第２実施形態の符号化装置１００の機能構成例を図６に図２と対応する部分に同一参照番号を付けて示す。この第２実施形態では浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの系列を、サンプル列分割部３１で複数の一定サンプル数ごとに、あるいはフレーム毎に分割し、この分割単位ごとに桁調整部３２で、整数形式のディジタル信号サンプルＹの桁数が適当な大きさ、つまり少なくとも整数形式に変換した際に２４ビット以内に納まるように指数部Ｅに対して以下のように桁調整を行う。
（ａ）浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの振幅が大きく、各指数部Ｅがもともと１５０を超えている場合は、２４ビットの整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換すると仮数部ＭのＬＳＢ側１又は複数ビットの情報が失われる。あるいは浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの振幅が大きく、各指数部Ｅが１５０に近い値の場合は整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換した際に、そのサンプルごとのディジタル値が頻繁に２４ビット整数値を超えることがある。これらのことが生じないように、ディジタル信号サンプルＸの指数部Ｅを、桁調整部３２において、前記分割単位ごとに、調整情報ΔＥだけ差し引いて１５０以下の値とする。
（ｂ）浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの振幅が小さく、変換された整数形式のディジタル信号サンプルＹの２４ビット中の最上位ビットの極性Ｓを除き、ＭＳＢから２１〜２３ビットが常に全て″０″となるような場合、振幅がわずか２ビット程度で表されることになるので整数形式のディジタル信号サンプルＹの系列の波形がアナログ波形に近いものとならず、整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換する効果、つまり高い圧縮率で可逆圧縮符号化することが得られなくなる。また整数形式のディジタル信号サンプルＹの振幅値がＬＳＢ側２ビット程度で表される場合、信号サンプルＹを浮動小数点形式のディジタル信号に変換すると、その仮数部Ｍは全ビット″０″またはＭＳＢのみ″１″で他は全て″０″のように、ほとんどの桁のビットが″０″となってしまう。一方、符号小数点形式の入力ディジタル信号サンプルＸの仮数部Ｍは、信号サンプルＸの振幅が小さいときでも、大きな値をとり得るので、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸとの誤差（差分）と対応した浮動小数点形式の差分信号ΔＸの仮数部Ｍは大きな振幅をとり、つまり全てのサンプルについて″０″となるビットの数が少なくなり、圧縮効率を上げることができない。
このような問題が生じないように桁調整部３２では分割単位ごとに各指数部Ｅに調整情報ΔＥだけ加算して、仮数部Ｍ中の多くの情報が整数形式のディジタル信号サンプルＹに含まれるようにする。この場合、整数形式に変換した際に１サンプルのビット数が２４を超えないようにする。
桁調整部３２における調整情報ΔＥ（任意の極性の整数）は分割単位で変更が可能である。桁調整部３２において分割単位ごとに指数部Ｅの最大を調べ、整数化した時に１サンプルが２４ビットを超えない範囲で仮数部Ｍの情報をなるべく利用できるように調整情報ΔＥを決めればよい。
図７は桁調整部３２が実行する桁調整の処理手順を示す。ここではサンプル列分割部３１により分割されたＮ_Ｆ個のサンプル毎に桁調整を行う場合を示す。
ステップＳ１でＮ_Ｆ個の入力サンプルを取り込み、ステップＳ２でｉ＝１，ΔＥ_０＝０に初期設定する。
ステップＳ３でｉ番目のサンプルの指数部Ｅ_ｉから１５０を減算して差ΔＥ_ｉを得る。
ステップＳ４でΔＥ_ｉが１つ前のΔＥ_ｉ−１より大きいか判定し、大きくなければステップＳ６に移動する。
ステップＳ５でΔＥ_ｉがΔＥ_ｉ−１より大きい場合は、ΔＥ_ｉをΔＥ_ｍａｘとして一時保存する。
ステップＳ６でｉ＝Ｎ_Ｆとなったか判定し、なっていなければステップＳ７でｉを１歩進し、ステップＳ３に戻る。
ステップＳ６でｉ＝Ｎ_Ｆとなっていれば、ステップＳ８でΔＥ_ｍａｘを読み出し、１以上か判定する。１以上であればステップＳ１０に移る。
ステップＳ８でΔＥ_ｍａｘが１以上出なければ、ステップＳ９でΔＥ_ｍａｘが予め決めた−Ｋ（Ｋは１以上の整数）以下であるか判定し、そうであればステップＳ１０に移る。
ステップＳ１０では、ΔＥ_ｍａｘを補正情報ΔＥとし、Ｎ_Ｆ個の各サンプルについてＥ_ｉ’＝Ｅ_ｉ−ΔＥにより桁調整を行い、整数化部１２に桁調整されたＮ_Ｆ個のサンプルを与え、ステップＳ１に戻る。ステップＳ９でΔＥ_ｍａｘが−Ｋより小でない場合はステップＳ１に戻る。
このようにステップＳ８においてΔＥ_ｍａｘが１以上となることはディジタル信号サンプルＸの振幅が大きく指数部Ｅが１５０を超えている場合を検出している。ステップＳ９においてΔＥ_ｍａｘが−Ｋ以下となることは、Ｘの振幅が小さく、波形の近似が悪い場合であり、例えばＫは２０〜２２程度の値に決めてもよい。
このようにして桁調整された浮動小数点形式のディジタル信号サンプルを整数化部１２で整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換しこの信号サンプルＹの系列を圧縮部１３で可逆圧縮符号化して符号列Ｃａを生成することは第１実施形態と同様である。
復号化の際に、符号化の際の浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸを可逆に得られるように調整情報ΔＥは補助符号化部３３でその極性、つまり加算か減算かを含めて符号化して補助符号列Ｃｃを生成する。
図６に示した実施形態では、差分生成部１４において逆桁調整部３４で、整数形式のディジタル信号系列Ｙを、対応分割単位ごとの調整情報ΔＥだけ逆に桁調整する。つまり桁調整部３２で負の調整情報ΔＥを加算した場合（ステップＳ１０でΔＥが負の場合）は逆桁調整部３４において対応サンプルのディジタル信号の最上位ビットを除く２３ビットをΔＥビットだけ下位にシフトし、シフトで空いた各ビットに″０″を詰め、正の調整情報ΔＥを減算した場合（ステップＳ１０でΔＥが正の場合）は、対応サンプルのディジタル信号の最上位ビットを除く２３ビットをΔＥビットだけ上位にシフトし、つまりΔＥビットだけあふれさせ、下位ΔＥビットに″１″を詰めて２３＋ΔＥビットとする。
この桁を逆調整した整数形式のディジタル信号サンプルＹを浮動小数点化部１５で浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′に変換し、この浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′と原浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸとの差分ΔＸを減算部１６で求め、この浮動小数点形式の差分信号ΔＸを圧縮部１７で可逆圧縮符号化して符号列Ｃｂを出力する。この場合は分割単位の符号列ＣａとＣｂと補助符号Ｃｃが出力されることになる。この実施形態においても差分信号ΔＸは圧縮符号化せず、端数部だけをそのまま差分情報として出力してもよい。サンプル列分割部３１は図６中に破線で示すようにサンプル列分割した浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸが桁調整部３２と減算部１６に供給されるように設けてもよい。
図８に図６に示した符号化装置１００と対応する復号化装置２００の機能構成例を、図５の復号化装置２００と対応する部分に同一参照番号を付けて示す。符号列Ｃａは伸張部２１で分割単位で可逆伸張復号化され、整数形式のディジタル信号サンプルＹの系列が生成される。この実施形態では補助復号部４１で補助符号Ｃｃが復号されて調整情報ΔＥが生成される。この調整情報ΔＥにより整数形式のディジタル信号サンプルＹに対する桁補正Ｅ_ｉ＋ΔＥが桁補正部４２で行われる。調整情報ΔＥが正であれば各ディジタル信号サンプルＹのビットを上位へΔＥビットシフトし、ΔＥが負であればディジタル信号サンプルＹのビットを下位へΔＥビットシフトする。この際、図６中の逆桁調整部３４と同様に″１″又は″０″詰めを行う。
この桁補正部４２より整数形式のディジタル信号サンプルを浮動小数点化部２２で浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′に変換し、これと、差分情報Ｃｂを伸張部２３で可逆伸張復号化して得た浮動小数点形式の差分信号ΔＸと合成部２４で加算合成する。この加算合成したディジタル信号を必要に応じて連結部４３により連続するサンプル列に連結して再生浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの系列を得る。
変形例
図９に図６と対応する部分に同一参照番号を付けて示すように、整数形式のディジタル信号サンプルＹに対し、逆桁調整を行うことなく、浮動小数点化部１５で浮動小数点形式のディジタル信号サンプルに変換し、この変換された浮動小数点形式のディジタル信号サンプルと桁調整部３２で桁調整された浮動小数点形式のディジタル信号サンプルとの差分を減算部１６で求め、浮動小数点形式の差分信号ΔＸを求めてもよい。つまり差分生成部１４は原浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸと整数形式のディジタル信号サンプルＹとの差分信号を浮動小数点形式で求めればよく、図２、図６、図９に示す何れの構成によってもよい。
図９と対応して復号化装置２００では図１０に示すように伸張部２１で可逆伸張復号化した整数形式のディジタル信号サンプルＹを、まず浮動小数点化部２２で浮動小数点形式のディジタル信号サンプルに変換し、これと、伸張部２３で可逆伸張復号化した浮動小数点形式の差分信号ΔＸを合成部２４で加算合成し、その後、その合成ディジタル信号に対し、その指数部Ｅを、補助復号部４１により復号された調整情報ΔＥで桁補正部４２において桁補正して、再生浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸを得るようにしてもよい。
上述においては符号化装置における減算部１６の引き算は通常の浮動小数点の引き算、つまり２つの値の指数部Ｅが互いに異なる場合は、大きい指数部Ｅに桁を合わせて仮数部の引算を行うことを想定した。この場合指数部Ｅが小さい方の値の仮数部の下位の桁が失われて、復号化装置で正確に原浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸを再生できなくなることがある。このために特別の処理が必要となる。復号化装置における合成部２４の加算についても同様のことが云える。
この問題を解消するため指数部Ｅと仮数部Ｍとを桁合せをすることなく別々に計算する。図１１に示すように、ディジタル信号サンプルＸの指数部Ｅとディジタル信号サンプルＸ′の指数部Ｅとの差分を指数減算部１６Ｅで求め、ディジタル信号サンプルＸの仮数部Ｍとディジタル信号サンプルＸ′の仮数部Ｍとの差分を仮数減算部１６Ｍで求め、指数減算部１６Ｅの減算結果を差分信号ΔＸの指数部Ｅとし、仮数減算部１６Ｍの減算結果を差分信号ΔＸの仮数部Ｍとする。
同様に復号化装置における合成部２４の加算を、図１１中に括弧書きで示すように、差分信号ΔＸの指数部Ｅと、ディジタル信号サンプルＸ′の指数部Ｅとを指数加算部２４Ｅで加算し、差分信号ΔＸの仮数部Ｍと、ディジタル信号サンプルＸ′の仮数部Ｍとを仮数加算部２４Ｍで行い、指数加算部２４Ｅの加算結果をディジタル信号サンプルＸの指数部Ｅとし、仮数加算部２４Ｍの加算結果をディジタル信号サンプルＸの仮数部Ｍとする。
このようにすると浮動小数点数値の絶対値が整数表現の最大値より大きくなったときでも、整数に変換するときに整数の最大値に飽和させておけばよい。仮数部、指数部ごとに情報が保存されるので浮動小数点の値としてすべてのビットが再構成されるので例外扱いは不要になる。
従って、図２、図６、図９中の減算部１６の減算は桁合せをして行う通常の浮動小数点の減算でも、指数部と仮数部とを別々に行う減算でもよい。同様に図５、図８、図１０中の合成部２４の加算は桁合せをして行う通常の浮動小数点の加算でも、指数部と仮数部とを別々に行う加算でもよい。
図１２に示すように、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸのサンプリング周波数をダウンサンプル部３６で低い周波数にダウンサンプリングし、この低いサンプリング周波数に変換された浮動小数点形式のディジタル信号サンプルを整数化部１２で整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換し、このディジタル信号サンプルＹを圧縮部１３へ供給すると共にアップサンプル部３７へ供給して、アップサンプリングを行って、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸと同一サンプリング周波数の整数形式のディジタル信号サンプルに変換し、このアップサンプリングされた整数形式のディジタル信号サンプルを浮動小数点化部１５へ供給して、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′に変換してもよい。
このダウンサンプリングは整数化部１２の入力に対してではなく、整数化部１２から出力される整数形式のディジタル信号サンプルに対して行ってもよい。つまり図１２中に破線枠３６で示すように、整数化部１２の出力側にダウンサンプル部３６を挿入してもよい。いずれにしても復号側においては図１３に示すように伸張部２１で復号された整数形式のディジタル信号サンプルＹはアップサンプル部４５でアップサンプリングされて、そのサンプリング周波数が、図１２中の符号化側におけるダウンサンプル部３６の入力ディジタル信号サンプルと同一のサンプリング周波数に変換されて、浮動小数点化部２２へ供給される。
このようにダウンサンプル部４１を設けるのは、このようにすれば全体としての圧縮効率が向上する場合である。これは信号源１１から出力されるディジタル信号サンプルＹにより予め知られている場合は、ダウンサンプル部４１でのダウンサンプリング率を固定しておけばよい。しかし、ディジタル信号サンプルＸの系列において、区間に応じてダウンサンプリングした方がよかったり、また、そのダウンサンプリング率も変更した方がよい場合は、図１２中に破線で示すようにサンプル列分割部３１を設けて、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸを所定サンプル数毎に分割し、その分割区間毎に、ダウンサンプリング行わない場合と行った場合とで、その分割区間ごとの全体として圧縮効率、つまり圧縮部１３の出力符号Ｃａのビット数と圧縮部１７の出力符号Ｃｂのビット数との和が、いずれが小さいかを評価部３８で評価し、圧縮効率が高い、つまり符号Ｃａと符号Ｃｂのビット数の和が小さくなるように、ダウンサンプル部３６でダウンサンプリングを行うか否か、あるいは更にダウンサンプリングの率を高く、つまり更にサンプリング周波数を低くした方がよいかを判定して、その良い方又は最も良いものと対応する符号ＣａとＣｂを出力し、かつ、その出力する符号Ｃａを対応するダウンサンプリングしたか否かを示す符号、又はダウンサンプリングの率を表す補助情報を補助符号化部３９で、補助符号Ｃｄとして出力する。
一方復号側では図１３に示すように、補助復号部４６により補助符号Ｃｄを復号し、その復号された補助情報に基づきアップサンプル部４５で予め決めた率でアップサンプリングを行うか否か、またはその復号結果が表すアップサンプリング率でアップサンプリングをアップサンプル部４５で行わせる。
同様に、全体の圧縮効率を上げるために符号化側で浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸを整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換する際に、故意に精度を落として、例えば１６ビットの整数のディジタル信号サンプルに変換してもよい。つまり図１２中に括弧書きで示すように、移動小数点形式のディジタル信号サンプルＸを精度調整部３６で１サンプルの量子化精度（振幅を表わすビット数）を落とし（ビット数を減少し）、具体的には例えば指数部Ｅが１５０の場合に、極性Ｓが″０″（正を表す）なら指数部Ｅを１４２とし、極性Ｓが″１″（負）なら指数部Ｅを１５８とする。このように精度変換された浮動小数点形式のディジタル信号サンプルを整数化部１２で整数形式のディジタル信号サンプルＹに変換し、このディジタル信号サンプルＹを圧縮部１３へ供給すると共に逆精度調整部３７へ供給して、移動小数点形式のディジタル信号サンプルＸと同一量子化精度（振幅ビット数）の整数形式のディジタル信号サンプルに変換し、この精度変換された整数形式のディジタル信号サンプルを、浮動小数点化部１５へ供給して、浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸ′に変換する。
復号側では伸張部２１で伸張復号された整数形式のディジタル信号サンプルＹを、精度調整部４５で符号化側の逆精度調整部３７で行った精度調整量と同一量の精度調整を行って浮動小数点化部２２へ供給する。この精度調整も、固定的に行ってもよいが、サンプリング周波数の調整と同様に、評価部３８で分割区間ごとに精度調整を行うか否か、あるいはどの程度行うかを評価し、圧縮効率が向上するようにしても良い。この場合はその精度調整についての補助符号Ｃｄを出力する。復号化側では補助復号部４６で復号した補助情報に基づき、精度調整部４５で精度調整をするか否か、あるいはその精度情報に応じた量だけ量子化精度の調整を行う。
符号化側において、上述した桁調整、サンプリング周波数の調整、量子化精度の調整はこれらの２つ、または全部を併用してもよい。これに応じて、復号化側において桁調整、サンプリング周波数調整、量子化精度調整の２つまたは３つが併用されることになる。
コンピュータによる実施形態
図２、図６、図９、図１２に示した符号化装置１００は図１４に示すような、バス６８で互いに接続されたＲＡＭ６１，ＣＰＵ６２，ハードディスク６３、ＲＯＭ６４、送受信部６５、ＣＤ／ＤＶＤドライブ６６、オーディオ・ビデオ入出力部６７などを有するコンピュータ６００により機能させてもよい。
ＲＯＭ６４にはコンピュータの起動に関するプログラムが格納されており、ハードディスク６３にはコンピュータの動作システムプログラムが格納されている。この発明の符号化装置１００の機能構成を実行するプログラムは予めＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤなどの記録媒体７１からＣＤ／ＤＶＤドライブ６６によりハードディスク６３に読み込んでおくか、通信回線を通して送受信部６５によりダウンロードしてハードディスク６３に読み込んでおく。
符号化する浮動小数点形式のディジタル信号サンプルＸの系列は例えばオーディオ・ビデオ入出力部６７により外部から取り込んで、バッファとして動作させるハードディスク６３に一時記憶する。符号化を開始するには、符号化を実行するプログラムをハードディスク６３からＲＡＭ６１に読み込んで、その実行プログラムをＣＰＵ６２により実行する。符号化結果である符号Ｃａ，Ｃｂ（又はＺ），Ｃｃ，Ｃｄ等は送受信部６５により通信回線を通して送信してもよいし、ＣＤ／ＤＶＤドライブ６６によりＣＤ又はＤＶＤの記録媒体に記録保存してもよい。
図５、図８、図１０、図１３に示した復号化装置２００を図１４のコンピュータで実施する場合も同様に、復号化装置の機能構成を実行するプログラムをハードディスク６３に格納しておき、送受信部６５で通信回線から受信した符号Ｃａ，Ｃｂ（又はＺ），Ｃｃ，Ｃｄに対し復号プログラムを実行する。復号結果は表示器７３及びスピーカ７４に再生出力する。
この発明は音楽信号のみならず、音声信号、画像信号などに対しても適用することができる。

発明の効果

この発明によれば、浮動小数点形式のディジタル信号サンプル系列を能率よく可逆圧縮することが可能となる。また通常の整数形式のサンプル系列に対する圧縮符号化モジュールを利用することができて、整数形式と浮動小数点形式の両方に対応しても処理の装置規模、プログラム規模はあまり大きくならない。

Claims (24)

1. （ａ）浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルを整数形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する過程と、
   （ｂ）上記整数形式の第２ディジタル信号サンプルの系列を可逆圧縮して第１符号列を生成する過程と、
   （ｃ）上記整数形式の第２ディジタル信号サンプルと上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号系列との差分に対応する差分信号を生成する過程と、
   （ｄ）上記第１符号列と、上記差分信号に対応する差分情報とを符号化結果として出力する過程、
   とを含む浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法。
2. 請求項１記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法において、上記過程（ｄ）は、上記差分信号を可逆圧縮して第２符号列を生成する過程と、上記第２符号列を上記差分信号に対応する差分情報として出力する過程を含む。
3. 請求項１または２記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法において、上記過程（ｃ）は、上記第２ディジタル信号サンプルを浮動小数点形式の第３ディジタル信号サンプルに変換する過程と、上記第１ディジタル信号サンプルと上記第３ディジタル信号サンプルの差分を上記差分信号として生成する過程である。
4. 請求項１記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法において、上記過程（ａ）は、
   （ａ−１）上記第１ディジタル信号サンプルの複数サンプル区間毎にその区間内の上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルの指数部の最大値を検出する過程と、
   （ａ−２）上記区間内の上記第１ディジタル信号サンプルの整数値に変換後の最大桁数が予め決めた値と成るように上記区間内の第１ディジタル信号サンプルの上記指数部の値をそれぞれ上記検出した最大値に基いて決めた調整値だけ調整する過程と、
   （ａ−３）上記指数部が調整された浮動小数点形式の上記区間内の第１ディジタル信号サンプルを、上記整数形式に変換する過程と、
   （ａ−４）上記調整値と対応した調整情報を符号化して補助符号を生成する過程、
   とから構成され、上記過程（ｄ）は上記補助符号も出力する。
5. 請求項１又は４記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法において、
   上記第１ディジタル信号サンプルまたは上記第２ディジタル信号サンプルをダウンサンプリングして、上記第１符号列を生成する際のディジタル信号サンプルのサンプリング周波数を、上記第１ディジタル信号サンプルのサンプリング周波数より低くする過程と、
   上記第１符号列の生成に用いたディジタル信号サンプルをアップサンプリングして上記第１ディジタル信号サンプルのサンプリング周波数と同一のサンプリング周波数に変換して上記差分信号の生成に用いるディジタル信号サンプルとする過程、
   とを含む。
6. 請求項１又は４記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法において、
   上記第１ディジタル信号サンプルまたは上記第２ディジタル信号サンプルを、その各サンプルの量子化精度を変換して上記第１符号列を生成する際のディジタル信号サンプルの量子化精度を、上記第１ディジタル信号サンプルの量子化精度より低くする過程と、
   上記第１符号列の生成に用いたディジタル信号サンプルを、その量子化精度を高くして第１ディジタル信号サンプルの量子化精度と同一の量子化精度に変換して上記差分信号の生成に用いるディジタル信号サンプルとする過程、
   とを含む。
7. （ａ）第１符号列を復号伸張して整数形式の第１ディジタル信号サンプルを生成する過程と、
   （ｂ）差分情報に基づいて差分信号を生成する過程と、
   （ｃ）上記整数形式の第１ディジタル信号サンプルを浮動小数点形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する過程と、
   （ｄ）上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルと上記差分信号を合成して浮動小数点形式の第３ディジタル信号サンプルを生成する過程、
   とを含む浮動小数点形式ディジタル信号復号化方法。
8. 請求項７記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化方法において、上記過程（ｂ）は、上記差分情報を復号伸張して符号小数点形式の上記差分信号を生成する過程を含む。
9. 請求項７又は８記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化方法において、補助符号を復号して調整情報を生成する過程と、
   上記整数形式の第１ディジタル信号サンプル又は上記合成信号に対し、上記調整情報により桁調整する過程とを含む。
10. 請求項７又は８記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化方法において、上記浮動小数点形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する前に、上記整数形式の第１ディジタル信号サンプルをアップサンプリングして上記差分信号のサンプリング周波数と同一のサンプリング周波数に変換する過程を含む。
11. 請求項７又は１０記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化方法において、上記浮動小数点形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する前に、上記整数形式の第１ディジタル信号サンプルを、各サンプルの量子化精度を変換して上記差分信号の量子化精度と同一の量子化精度にする過程を含む。
12. 入力された浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルを整数形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する整数化部と、
    上記整数形式の第２ディジタル信号サンプルの系列を可逆圧縮して第１符号列を生成する第１圧縮部と、
    上記整数形式の第２ディジタル信号サンプルと上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルとの差分に対応する差分信号を生成する差分生成部、
    とを含み、上記第１符号列と、上記差分信号に対応する差分情報とを符号化結果として出力する浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化装置。
13. 請求項１２記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化装置において、上記差分信号を可逆圧縮して第２符号列を生成し、上記差分信号に対応する上記差分情報として出力する第２圧縮部を含む。
14. 請求項１２記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化装置において、上記差分生成部は、上記第２ディジタル信号サンプルを浮動小数点形式の第３ディジタル信号サンプルに変換する浮動小数点化部と、上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルと上記第３ディジタル信号サンプルの差分を上記差分信号として生成する減算器とを含む。
15. 請求項１２記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化装置において、
    上記第１ディジタル信号サンプルの複数サンプル区間毎にその区間内の上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルの指数部の最大値を検出し、上記区間内の上記第１ディジタル信号サンプルの整数値に変換後の最大桁数が予め決めた値となるように上記区間内の第１ディジタル信号サンプルの上記指数部の値をそれぞれ上記検出した最大値に基いて決めた調整値だけ調整する桁調整部と、
    上記調整値と対応した調整情報を符号化して補助符号を生成出力する補助符号化部、
    とを含む。
16. 請求項１２記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化装置において、
    上記第１ディジタル信号サンプル又は上記第２ディジタル信号サンプルを、ダウンサンプリングして、上記第１符号列を生成する際のディジタル信号サンプルのサンプリング周波数と、上記第１ディジタル信号サンプルのサンプルリング周波数より低くするダウンサンプル部と、
    上記第１符号列の生成に用いたディジタル信号サンプルをアップサンプリングして第１ディジタル信号サンプルのサンプリング周波数と同一のサンプリング周波数に変換して上記浮動小数点形式の差分信号の生成に用いるディジタル信号サンプルとするアップサンプル部、
    とを含む。
17. 請求項１２記載の浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化装置において、
    上記第１ディジタル信号サンプル又は第２ディジタル信号サンプルを、その各サンプルの量子化精度を変換して上記第１符号列を生成する際のディジタル信号サンプルの量子化精度と、上記第１ディジタル信号サンプルの量子化精度より低くする精度調整部と、
    上記第１符号列の生成に用いたディジタル信号サンプルを、その量子化精度を高くして第１ディジタル信号サンプルの量子化制度と同一の量子化精度に変換して上記差分信号の生成に用いるディジタル信号サンプルとする逆精度調整部、
    とを含む。
18. 第１符号列が入力され、これを復号伸張して整数形式の第１ディジタル信号サンプルを生成する第１伸張部と、
    上記整数形式の第１ディジタル信号サンプルが入力され、これを浮動小数点形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する浮動小数点化部と、
    差分情報に基く差分信号が与えられ、上記浮動小数点形式の第１ディジタル信号サンプルと合成して浮動小数点形式の第３ディジタル信号サンプルを生成する合成部、
    とを含む浮動小数点形式ディジタル信号復号化装置。
19. 請求項１８記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化装置において、上記差分情報を復号伸張して上記差分信号を生成する第２伸張部を含む。
20. 請求項１８又は１９記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化装置において、補助符合を復号して調整情報を生成する補助復号部と、上記整数形式の第１ディジタル信号サンプル又は上記合成信号に対し、上記調整情報により桁調整する桁補正部とを含む。
21. 請求項１８又は１９記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化装置において、上記浮動小数点形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する前に、上記整数形式の第１ディジタル信号サンプルをアップサンプリングして上記差分信号のサンプリング周波数と同一のサンプリング周波数に変換するアップサンプル部を含む。
22. 請求項１８又は１９記載の浮動小数点形式ディジタル信号復号化装置において、上記浮動小数点形式の第２ディジタル信号サンプルに変換する前に、上記整数形式の第１ディジタル信号サンプルを、各サンプルの量子化精度を変換して上記差分信号の量子化精度と同一の量子化精度にする精度調整部を含む。
23. 請求項１〜６のいずれかに記載した浮動小数点形式ディジタル信号可逆符号化方法の各過程をコンピュータに実行させるための符号化プログラム。
24. 請求項７〜１１のいずれかに記載した浮動小数点形式ディジタル信号復号化方法の各過程をコンピュータに実行させるための復号化プログラム。

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