JP4343529B2 - フィルタ装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号の一次フィルタ処理された信号を発生するステップ；該一次フィルタ処理された信号を一次丸め処理された信号に丸め処理するステップ；及び上記一次丸め処理された信号を前記入力信号と合成して一次フィルタ誤差又は符号化信号を計算するステップを含むようなフィルタ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的フィルタ理論から、一次フィルタを該一次フィルタの機能の各部を実行する二次フィルタの縦続接続により置換するのが有利であることは知られている。しかしながら、この縦続接続は必ずしも有利とはならない。
【０００３】
例えば、予測フィルタ処理においては、このことは幾つかの問題を提起する。斯様な予測フィルタ処理のための一つの方法は、ロサンゼルス、ＡＥＳ１０１回会議におけるA.A.M.L. Bruekers、A.W.J. Oomen、R.J. v.d.Vleuten及びL.M. van de Kerkhofによる「ＤＶＤオーディオ用の無損失符号化」（１９９６年１１月予稿４３５８）；及びニューヨーク、ＡＥＳ１０３回会議におけるA.A.M.L. Bruekers、A.W.J. Oomen、R.J. v.d.Vleuten及びL.M. van de Kerkhofによる「１ビットオーディオ信号の改良された無損失符号化」（１９９７年９月予稿４５６３）から既知である。
【０００４】
最初の“Bruekers”の論文に記載されている方法においては、信号は予測フィルタ処理により符号化される。この先行技術文献に記載されている予測フィルタ処理は、入力信号の一次予測信号を先行する入力信号に基づいて発生するステップ；該一次予測信号を一次丸め処理された信号に丸め処理するステップ；及び該一次丸め処理された信号を上記入力信号から減算して一次フィルタ誤差又は符号化信号を計算するステップを含んでいる。２番目の“Bruekers”の論文に記載されている方法においては、上記入力信号は１ビット信号である。二次フィルタの縦続接続を単に適用することは、これらの方法においては幾つかの問題を提起する。第１に、上記予測誤差又は符号化信号の最下位桁（lsd）は、該符号化信号が余り重要でないlsdを有するのを防止するために、入力信号のlsdと少なくとも同程度の重みでなければならない。従って、二次予測信号は或るlsdに丸め処理されなければならない。しかしながら、この丸め処理は上記予測誤差又は符号化信号の歪を生じさせ、これにより該歪まされた予測誤差又は符号化信号の次の二次フィルタによる後続の予測が妨害される。
【０００５】
第２に、上記予測信号自体が、スーパオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）規格で使用されているように、ダイレクトストリーム変換（ＤＳＴ）のような更なる符号化処理にとり必要となる。
【０００６】
第３に、フィルタ処理において通常知られているように巡回型フィルタ構造又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタが使用されると、上記丸め処理ステップがリミットサイクルを生じさせる可能性がある。即ち、入力信号がない場合、予測信号はあるべきでないが、上記丸め処理ステップの結果、非零の丸め信号が、従って予測誤差が生じ得る。デコーダにおける同一のリミットサイクルが、出力信号即ち復号信号が存在しないことを保証するが、符号化の効率が悪い影響を受ける。復号側においては、符号化側において入力信号が全くなかったにも拘わらず、この結果として復号信号が生じてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明によれば、上述したフィルタ処理方法は、前記一次フィルタ処理された信号を発生するステップが少なくとも１つの二次フィルタ処理ステップを含み、該少なくとも１つの二次フィルタ処理ステップが、ソース信号の二次フィルタ処理された信号を発生するステップと、該二次フィルタ処理された信号を二次丸め処理された信号に丸め処理するステップと、該二次丸め処理された信号を前記ソース信号と合成して二次フィルタ誤差を計算するステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
このような方法は、各二次フィルタ処理された信号を当該方法の特定用途により必要とされる如何なるビットサイズにも丸め処理するのを可能にする。何故なら、前記一次フィルタ処理された信号のみしか所要のlsdに丸め処理する必要が無いからであり、その理由は、該一次処理された信号が、フィルタ誤差又は符号化信号を計算するのに使用される信号であるからである。上記二次フィルタ処理された信号を丸め処理するステップは可逆的ステップである。何故なら、これら信号の更なる用途により制限されるような唯一の必要とされる丸め処理は、前記一次フィルタ処理された信号の丸め処理であり、この一次丸め処理は復号処理において再現することが可能であるからである。更に、上記の一次フィルタ処理された信号が得られるので、この信号を更なるフィルタ処理過程において使用することができる。二次フィルタ処理された信号の丸め処理は如何なる分解能のものにも選択することができるので、リミットサイクルを低減するような丸め処理を適用することができる。
【００１０】
また、本発明は請求項１１に記載したような逆のフィルタ処理方法も提供する。斯様な方法は、一次フィルタ処理された信号の逆フィルタ処理又は復号を可能にする。
【００１１】
更に、本発明は請求項１２に記載したような、本発明による方法を実行するフィルタ装置も提供する。また、本発明は請求項２２に記載したようなフィルタ装置も提供する。
【００１２】
本発明の特に有利な構成が従属請求項に記載されている。本発明の更なる詳細、態様及び実施例を添付図面を参照して説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下の説明においては、本発明による予測フィルタ処理又は符号化方法及び予測フィルタ又はコーダ装置が、本発明によるフィルタ処理方法及び装置の一例として説明される。しかしながら、本発明は如何なるフィルタ処理方法及びフィルタ処理装置にも適用することができ、予測符号化方法又は予測コーダ装置に限定されるものではないことは明らかであろう。尚、以下の説明においてｘは正の整数である。図１から理解されるように、本発明によるｘビット信号を予測符号化する方法は、デジタル入力信号Ｘ(t)を入力することにより開始される。ｎ個の記憶された先行する入力信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-n)に基づいて、ブロックＩ〜VIIにおいて、当該入力信号の一次予測信号である一次フィルタ処理された信号、Ｙ(t)が形成される。この一次予測信号はｎ個の先行する信号に基づくものであるから、ｎ次数の一次予測信号と呼ばれる。明瞭化のために、このアプリケーションにおいて、次数ｎのフィルタ処理ステップは次数ｎの多項式による線形フィルタ処理を必ずしも意味するものではないことに注意すべきである。
【００１４】
ｎ次数の一次予測信号を形成した後、該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)はステップVIIIにおいて或るビット数に丸められる。丸め処理ステップVIIIの結果としての該一次の丸められた信号（以下、ｎ次数の一次丸め信号と呼ぶ）Ｙ^(t)のlsdは、符号化された信号が余り重要でないlsdを有するのを防止するために、入力信号Ｘ(t)のlsdと少なくとも同程度の重みのものでなければならない。従って、二次予測信号は或るlsdに丸められなければならない。しかしながら、この丸め処理は予測誤差又は符号化された信号の歪を生じ、これにより次の二次フィルタによる該歪まされた予測誤差又は符号化信号の後続の予測が妨害される。
【００１５】
丸め処理ステップVIIIの後、ステップIXにおいて、ｎ次数の一次予測誤差又は符号化信号Ｅ(t)が計算される。このｎ次数の一次予測誤差又は符号化信号は、前記ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)と合成することにより得られる。
【００１６】
図１に示す例においては、上記入力信号は１ビット信号であり、従ってｘは１である。単一ビット信号は、スーパオーディオコンパクトディスク（ＳＡＣＤ）上に記憶される音楽のようなオーディオ信号用に、しばしば、使用される。１ビット入力信号の場合、丸め処理ステップVIIIは以下に説明するようにSIGN演算とすることができ、減算演算IXは排他的論理和、即ち（ＸＯＲ）演算とすることができる。
【００１７】
しかしながら、本発明が如何なるサイズの入力信号に限定されるものでもなく、如何なるサイズの丸め信号に限定されるものでもないことは明らかである。
【００１８】
本発明による方法の該実施例において、上記ｎ次数の一次予測ステップＩ〜VIは、２つの二次フィルタ処理ステップＩ〜IIIとステップIV〜VIとに分割される。これらのフィルタ処理ステップは低次の予測ステップである。図示の例においては、上記ｎ次数の予測ステップＩ〜VIは、第１のｍ１次数の二次予測ステップＩ〜IIIと、第２のｍ２次数の二次予測ステップIV〜VIとに分割され、これら二次予測ステップはｎ＝ｍ１＋ｍ２なる条件を満たす。
【００１９】
上記第１の二次フィルタ処理ステップ、即ちｍ１次数のステップ用のソース信号としては、入力信号Ｘ(t)がとられる。最新のｍ１の入力信号Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1)に基づいて、第１の二次フィルタ処理された信号、即ち入力信号Ｘ(t)のｍ１次数の予測信号Ｙ1(t)が第１の二次予測ステップＩにおいて計算される。該ｍ１次数の予測信号Ｙ1(t)は、一般式Ｙ１＝ｆ1(Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1))を用いて計算される。この式において、ｆ１はＸ(t-1),…,Ｘ(t-m1)のみに基づいてＸ(t)を予測する限りにおいて如何なる予測式とすることもできる。従来技術において種々の予測式が知られているが、本発明は、特定の予測式に限定されるものではなく、広く予測符号化原理に当てはまるものであることは明らかであろう。例えば、所謂チャンネル間予測フィルタを適用することも可能であり、これによれば、入力信号Ｘ(t)の予測は、第２入力信号のような別の信号の先行する値に基づいてなされる。
【００２０】
第１の二次予測ステップＩの後、上記ｍ１次数の予測信号Ｙ1(t)は丸め処理ステップIIにおいて第１の二次のｍ１次数丸め信号にＹ^ 1(t)に丸められる。この丸め信号は、特定の設計により必要とされる如何なるlsdでもあり得るような、或るlsdを有する。しかしながら、該第１の二次丸め信号Ｙ^ 1(t)の最下位桁が入力信号Ｘ(t)の最下位桁よりも小さな重みのものである方が有利である。
【００２１】
丸め処理ステップIIの後、第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)がステップIIIにおいて計算される。この合成又は計算ステップIIIは、上記第１のｍ１次数二次丸め信号Ｙ^ 1(t)を入力信号Ｘ(t)から減算することにより実行される。しかしながら、該予測誤差を求めるための他の方法も可能であることは明らかであろう。
【００２２】
上記第１のｍ１次数二次予測ステップＩ〜IIIの後、第２のｍ２次数の二次予測がステップIV〜VIにおいて実行される。ソース信号としては、上記第１のｍ１次数二次予測誤差Ｅ1(t)が使用される。最新の先行する第１のｍ２次数予測誤差Ｅ１ (t-1,…,t-m2)に基づいて、第２のｍ２次数の二次予測信号Ｙ2(t)がステップIVにおいて第２二次予測式ｆ2(Ｅ1(t-1),…,Ｅ1(t-m2))を用いて計算される。
【００２３】
ここでも、従来技術において種々の予測式が知られており、本発明が特定の予測式に限定されるものではなく、広く（予測）フィルタ処理に当てはまるものであることは明らかであろう。また、この第２の二次予測式は前記第１の二次予測式と同一の式である必要はないことも明らかであろう。
【００２４】
上記第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)はｍ１の最新の先行する入力信号Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1)に基づくものであるから、該第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)のｍ２次数の予測はＸ(t)のｍ１＋ｍ２次数の予測、即ち数式においては：
【数１】
となる。ｎ次数の予測ステップＩ〜VIIはｍ１＋ｍ２次数の予測ステップである。従って、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)、又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)は計算する必要はない。しかしながら、ｎ次数の予測がｍ１＋ｍ２より大きな次数（ｎ＞ｍ１＋ｍ２）のものである場合、又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)が更なる処理により必要とされる場合は、破線のステップＶ〜VIにより示されるように、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)を計算することもできる。この場合、前記第２のｍ２次数の二次予測信号Ｙ2(t)は第２の二次丸め処理ステップＶにおいて或るビットサイズの第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)に丸められる。第１のｍ１次数の丸め信号Ｙ^ 1(t)のサイズと同様に、このビットサイズは特定の用途により必要とされる如何なるサイズでもよいが、該第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)のlsdが入力信号Ｘ(t)のlsdより小さな重みのものである方が有利である。もっとも、第２のｍ２次数の二次予測信号を第１のｍ１次数の丸め信号Ｙ^ 1(t)のサイズに丸める必要性はないことに注意すべきである。
【００２５】
丸め処理ステップＶの後、第２のｍ２次数の二次誤差が、ステップVIにおいて第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)を第１のｍ１次数の二次誤差Ｅ1(t)から減算することにより計算される。
【００２６】
二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)の両者は加算ステップVIIにおいて加算され、結果としての信号がｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)となる。このｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)は入力信号Ｘ(t)自身と比較されねばならない。しかしながら、該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)は必ずしも同じビットサイズｘのものとは限らない。従って、該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)は、先ず、ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)に丸められる。本例においてはＸ(t)は１ビット信号であるから、一次丸め処理VIIIはSIGN演算であり得る。斯様なSIGN演算は、上記ｎ次数一次予測信号Ｙ(t)が正又は零である場合には１を戻し、該ｎ次数一次予測信号Ｙ(t)が負の場合には０を戻す。明瞭化のために、１ビットオーディオ信号は、実際には、０又は１の何れかではなく、１（正）又は−１（負）の何れかを表すことに注意されたい。
【００２７】
一次丸め処理ステップVIIIの後、ｎ次数の予測誤差が上記ｎ次数一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)から減算することにより計算される。当該入力信号は１ビット信号であるから、減算演算IXとして単純なＸＯＲ演算が使用される。
【００２８】
前述したように、ｍ次数の予測ｆ(Ｘ(t-1),…Ｘ(t-m))は如何なる種類のものでもあり得る。該ｍ次数は例えば有限インパルス応答（ＦＩＲ）法とすることもできる。斯様なＦＩＲ法においては、各係数ａｉにより乗算された入力信号の遅延サンプルが加算され、次に入力信号Ｘ(t)から減算されるので、この場合、第１のｍ１次数二次予測誤差は：
【数２】
となる。このような場合、本発明はｎ次数のフィルタの次数ｎが１より大きい場合に利点が得られる。巡回型又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）法が使用される場合は、出力信号の遅延され、且つ、重み付けされたサンプル、即ち予測誤差が、入力信号Ｘ(t)から減算されるので、第１の二次予測誤差は：
【数３】
となるであろう。
【００２９】
この式において、上限ｍ１は同一であるが、両部分に対して異なる上限を選択することも同様に可能である。無限インパルス応答（ＩＩＲ）法が使用される場合、本発明は単一の二次フィルタ処理ステップを有するフィルタ構造に既に有利に適用することができる。何故なら、上記式を含む処理に如何なる丸め処理を使用し、第１の二次フィルタ処理された信号を導出して、符号化された信号として使用されるべき一次フィルタ誤差を計算することが可能であるからである。図２は、図１に示したフィルタ処理方法の逆のフィルタ処理方法の一例のフローチャートを示している。図２のフィルタ処理方法は、ｎ＝ｍ１＋ｍ２のｎ次数の予測符号化信号を復号する方法である。図２に示す例においては、図１の符号化信号Ｅ(t)が入力信号として使用される。該入力信号の復号は、ステップXIXにおいてｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)をｘビットの入力信号Ｅ(t)に加算することにより達成される。この結果、復号された信号Ｘ(t)が得られる。入力信号は１ビット信号であるから、該加算ステップXIXは単純なＸＯＲ演算により実行することができる。ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)は、ステップXI〜XVIIにおいて上記復号信号Ｘ(t)のｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)をｎ個の最新の先行する復号信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3)…,Ｘ(t-n)に基づいて予測すると共に、ステップXVIIIにおいて該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)をｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)に一次丸め処理することにより得られる。
【００３０】
図示の例において、ｎ次数の一次予測信号を計算するステップは幾つかのステップXI〜XVIIを含んでいる。先ず、第１のｍ１次数の二次予測信号Ｙ1(t)が第１の二次予測ステップXIにおいて最新の先行するソース信号Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1)に基づいて形成される。この予測を形成するのに使用される式ｆ１は、図１で使用された式ｆ１と本質的に同一である。
【００３１】
その後、二次丸め処理ステップXIIにおいて上記第１のｍ１次数二次予測信号の丸め処理が実行される。この二次丸め処理ステップXIIの結果、第１のｍ１次数の二次丸め信号Ｙ^ 1(t)が得られる。この二次丸め信号Ｙ^ 1(t)の最下位桁は、先に第１のｍ１次数二次丸め処理ステップIIに関して説明したように、最大で入力信号の最下位桁と同程度の重みでなければならない。更に、この丸め処理ステップは前記丸め処理ステップIIと略同様であることが有利である。何故なら、このことは無損失符号化処理を可能にするからである。
【００３２】
第１の二次丸め処理の後、第１の二次減算ステップXIIIが実行される。この二次減算ステップXIIIにおいては、復号信号Ｘ(t)が上記第１のｍ１次数二次丸め信号Ｙ^(t)から減算され、これにより第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)が算出される。この第１のｍ１次数の二次予測誤差は、第２のｍ２次数の二次予測ステップXIV〜XVIに対するソース信号として使用される。
【００３３】
最新の先行する第１のｍ２次数の二次予測誤差信号Ｅ1(t-1,…t-m1)に基づいて、第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)の、第２のｍ２次数の二次予測信号Ｙ2(t)がステップXIVにおいて形成される。この予測を形成するために使用される式ｆ２は、本質的に、図１で使用されたのと同一の式ｆ２である。
【００３４】
ｎ次数の一次予測ステップＩ〜VIIはｍ１＋ｍ２次数の予測ステップであるので、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)、又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)は計算する必要はない。しかしながら、ｎ次数の一次予測がｍ１＋ｍ２より大きな次数（ｎ＞ｍ１＋ｍ２）のものである場合、又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)が更なる処理により必要とされる場合は、破線のステップXV〜XVIにより示されるように、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)を計算することもできる。
【００３５】
ｎ次数の一次予測がｍ１＋ｍ２より大きな次数のものである場合、前記第２のｍ２次数の二次予測信号Ｙ2(t)はステップXVにおいて第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)に丸められる。該第２のｍ２次数の二次丸め信号のlsdは、大きくても入力信号Ｘ(t)のlsdと同程度の重みである。さもなければ、本発明は、符号化方法に関して上述したように、現状技術と比較して有利とはならないであろう。
【００３６】
二次丸め処理ステップXVの後、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)が第１の二次予測誤差から減算され、これにより第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)が算出される。
【００３７】
二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)の両者はステップXVIIにおいて加算され、ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)が得られる。
【００３８】
このｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)はステップXVIIIにおいて、ldsの重みが少なくとも信号Ｘ(t)のlsdの重みとなるように丸められる。この場合、ｘ＝１であるので、前述したように単純なSIGN演算をｎ次数の一次予測信号に適用することができる。このSIGN演算の結果、ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)が得られる。
【００３９】
前記ソース信号（目下の例では、符号化信号Ｅ(t)）がステップXIXにおいて該ｎ次数の一次丸め信号に加算され、これにより図１の入力信号Ｘ(t)と同一である、復号信号が得られる。本例においては、上記加算ステップとして単純なＸＯＲ演算を使用することができる。何故なら、前述したように当該信号は１ビット信号であるからである。
【００４０】
図２に示す例においては、入力信号は１ビット信号であり、ｎ次数の一次予測信号を一次丸め処理するステップはSIGN演算であり、ｎ次数の一次予測誤差を計算するステップは排他的論理和演算である。しかしながら、勿論、本発明は上述した例の信号のサイズに限定されるものではなく、これらの型式の丸め処理ステップ及び計算ステップは可能性のある例としてのみ示したものである。
【００４１】
図３には、本発明によるフィルタ装置の一例として予測コーダ装置１が示されている。この予測コーダ装置１は、入力信号Ｘ(t)を入力する入力ポート２と、一次予測誤差又は符号化信号Ｅ(t)を送出する出力ポート３とを含んでいる。入力ポート２と出力ポート３との間には一次フィルタ構造、即ち一次予測構造４〜８が設けられ、該構造はｎ次数一次予測装置４〜６である一次フィルタ装置と、一次丸め器装置７と、減算器装置８である一次合成装置とを含んでいる。
【００４２】
図３に示す例示的一次フィルタ装置は１ビット信号を符号化する一次予測コーダ装置１であるから、一次丸め器装置７は前述したSIGN演算を行うSIGN装置であり、一次減算器装置８は当業技術で通常に使用されているＸＯＲゲートである。
【００４３】
該ｎ次数の一次予測装置には、第１のｍ１次数二次予測装置４と、第２のｍ２次数二次予測装置５とが設けられている。両装置は、最新の先行するソース信号Ｘ(t-1,…,t-m1)及びＥ1(t-1,…,t-m2)に基づいて二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)を算出すると共に、各ソース信号Ｘ(t)及びＥ1(t)から二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)を減算することにより二次予測誤差Ｅ1(t)及びＥ2(t)を各々算出する。
【００４４】
第２のｍ２次数の二次予測装置は、二次減算器装置を含む必要はなく、二次丸め器装置を含む必要もない。何故なら、第２のｍ２次数二次予測誤差Ｅ2(t)は如何なる他の処理においても使用されないからである。しかしながら、ｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)が更なる処理において必要とされる場合、又は当該ｎ次数の予測フィルタがｍ１＋ｍ２より次数の大きなものである場合は、図３ないし図５に破線で示すように、第２のｍ２次数二次予測装置に減算器装置及び丸め器装置を設けることができる。
【００４５】
二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)は加算器６により加算されて、ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)が得られる。この一次予測信号Ｙ(t)は一次丸め器装置７により入力信号Ｘ(t)のビットサイズに丸められる。図３に示す例においては、入力信号Ｘ(t)は１ビット信号であるから、一次丸め器装置７は前述したSIGN演算を実行するような単純なSIGN装置とすることができる。該一次丸め器装置の出力信号はｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)である。このｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)は一次減算器装置８に送出され、該減算器装置は該ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)から減算する。この結果、ｎ次数の一次予測誤差Ｅ(t)が得られる。上記ｎ次数一次丸め信号Ｙ^(t)及び入力信号Ｘ(t)の両者は単一ビット信号であるから、図示の減算器装置は、デジタル電子技術において普通に知られているように、ＸＯＲゲートである。
【００４６】
二次フィルタ装置４は如何なる型式の予測手段でもよい。しかしながら、ＦＩＲ予測装置が二次フィルタ装置４、５として使用される場合は、図３に示す予測コーダ装置１は図４に示す予測コーダ装置のようになる。
【００４７】
図４において、ＦＩＲ予測装置４１及び５１はｍ１次数及びｍ２次数の予測手段４１及び５１を含み、これら手段はｍ１次数及びｍ２次数の予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)を予測する。これらの予測信号を予測するためには、当該式がｍ１及びｍ２の最新の先行するソース信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-m1,2)に基づいて予測を行う限りにおいて如何なる数学式を使用することもできる。ｍ１次数及びｍ２次数の二次予測装置の場合、該予測はｍ１及びｍ２の最新の先行するソース信号Ｘ(t-1,…,t-m1,2)及びＥ1(t-1,…,t-m1,2)に基づいてなされる。ｍｉ次数の二次予測装置４１、５１に接続されるものは、二次丸め器装置４２、５２である。これら丸め器回路４２、５２は、ｍｉ次数の二次予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)を或る最下位桁（lsd）のｍｉ次数の二次丸め信号Ｙ^ 1(t)、Ｙ^ 2(t)に丸める。一次丸め器装置７とは対照的に、このlsdは当該予測コーダ装置の設計において適切な如何なる重要度のものとすることができるが、前述した問題を克服するためには、最大で入力信号Ｘ(t)のlsdの重みのものとする。
【００４８】
明瞭化のために、第２のｍｉ次数二次予測装置は、図３ないし図５に破線で示す装置は含む必要がないことに注意されたい。
【００４９】
本発明を具現化する予測符号化装置１の特別な例が図５に示されている。この例においては、ＩＩＲ二次予測フィルタ装置４が二次フィルタ装置１に適用されている。該ＩＩＲ予測装置４は、先行する入力信号Ｘ(t-1,…,t-n)に基づいて順方向予測信号を予測する予測手段４１と、先行する予測誤差Ｅ1(t,…,t-n)に基づいて再帰予測信号を予測する巡回型予測手段４４とを有している。
【００５０】
上記順方向及び再帰予測信号は、加算器４５により二次予測信号Ｙ(t)へと加算される。この加算器４５は該予測信号Ｙ(t)を二次丸め器装置４２に送出し、該装置は図４に示した丸め器装置４２と同様とすることができる。また、上記加算器は二次予測信号Ｙ(t)を一次丸め器装置７へも送出し、該装置は図４における一次丸め器装置７と同様なSIGN装置とすることができる。
【００５１】
SIGN演算から結果として得られる第１の一次丸め信号Ｙ^(t)はＸＯＲゲート８に送出され、該ゲートは該丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)から減算し、これにより一次予測誤差Ｅ(t)が得られる。
【００５２】
図６は、本発明によるフィルタ装置として、符号化信号を復号するデコーダ装置１０を示している。デコーダ装置１０は、ｘビットの入力信号Ｅ(t)を入力する入力ポート１１と、該入力ポート１１に接続されてｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｅ(t)に加算することにより復号信号を算出する一次加算器装置１７と、該一次加算器装置に接続されて復号信号Ｘ(t)のｎ次数一次予測信号Ｙ(t)をｎ個の最新の復号信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-n)に基づいて算出するｎ次数一次予測装置１３〜１５と、該ｎ次数予測装置１３〜１５及び加算器装置１７に接続されてｎ次数一次予測信号Ｙ(t)をｎ次数一次丸め信号Ｙ^(t)に丸める一次丸め器装置１６とを含み、上記ｎ次数一次丸め信号は少なくとも入力信号Ｅ(t)のlsdの重みのlsdを有する。
【００５３】
該デコーダ装置は、更に、上記一次加算器装置１７に接続されて復号信号Ｘ(t)を送出する出力ポート１２も含んでいる。ｎ次数一次予測装置１３〜１５は、Σｍｉ＝ｎなる関係を満足する２つのｍｉ次数の二次予測装置１３及び１４も含んでいる。
【００５４】
図示の例においては、ｍはｍ次数二次予測装置１３及び１４の両者に関して１である。ｍ次数二次予測装置１３及び１４の各々は、ｍ次数二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)をｍ個の最新の先行するソース信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-m)及びＥ1(t-2),Ｅ1(t-3),…,Ｅ1(t-m)に基づいて予測する。ｍ次数二次予測装置１３、１４は、次のｍ次数二次予測装置用のソース信号として作用する、ｍ次数二次予測誤差Ｅ1(t)、Ｅ2(t)も算出する。第２のｍ次数二次予測装置は次のｍ次数二次予測装置を有していないから、第２のｍ次数二次予測誤差Ｅ2(t)は、図６に破線矢印で示すように該二次予測誤差Ｅ2(t)が更なる処理において必要とされない限り、計算する必要はない。
【００５５】
ｍ次数二次予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)は、全てのｍ次数二次予測装置１３、１４に接続された一次加算器装置１５により加算される。この加算演算の結果、ｎ次数一次予測信号Ｙ(t)が得られ、該信号は一次丸め器装置１６により丸められる。
【００５６】
図７は、ｍ次数二次予測装置がＦＩＲ予測装置１３、１４であるようなデコーダ装置の一例を示している。これらの二次装置は、ｍ1,2次数の予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)をｍ1,2個の最新の先行するソース信号に基づいて予測する順方向二次予測手段１３１、１４１を有している。ｍ1,2次数の二次予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)は、ｍ次数二次丸め器装置１３２、１４２により或るlsdのｍ次数二次丸め信号Ｙ^ 1(t)、Ｙ^ 2(t)に丸められる。ｎ次数一次丸め器装置１６の丸め処理とは対照的に、該lsdは当該装置の設計に適した如何なる重みのものとすることもできるが、前述した当業技術の欠点を克服するためには、好ましくは、最大で入力信号Ｘ(t)の重みのものとすべきである。
【００５７】
ｍ次数二次丸め信号Ｙ^ 1(t)、Ｙ^ 2(t)は二次減算器装置１３３、１４３によりソース信号Ｘ(t)、Ｅ1(t)から減算される。この減算処理ステップにより、二次予測誤差信号Ｅ1(t)、Ｅ2(t)が得られ、これら信号を次のｍ次数二次予測装置用のソース信号として使用することができる。
【００５８】
明瞭化のために、第２のｍ次数予測装置は、図６及び７に破線で示すように、二次減算器装置１４３及び二次丸め器装置１４２は含む必要がないことに注意されたい。
【００５９】
図８は、二次フィルタ装置が無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタであるような、本発明による１ビット信号用のフィルタ装置の一例を概念的に示している。該二次装置はＦＩＲ装置と類似しているが、巡回型の二次予測手段１３４を更に備え、該手段は再帰二次予測信号を最新の二次の先行する予測誤差Ｅ1(t-1,…,t-m)に基づいて予測する。順方向のｍ次数二次予測信号は、この再帰予測信号と二次加算器装置１３５により加算され、これによりｍ次数二次予測信号Ｙ1(t)が得られる。このｍ次数二次予測信号は二次丸め器装置１３２に送出されるが、該装置は図７における二次丸め器装置１３２と同様とすることができる。該二次予測信号はSIGN装置１６にも送出され、その後のｎ次数一次復号装置は図７に示した復号装置と同一である。
【００６０】
本発明は、例えば入力信号入力手段２１と、符号化信号を送信するアンテナ等の送信手段２２とを含む無線送信機又はコンピュータネットワークルータ等のデータ送信装置２０のような、種々の装置に適用することができ、該装置には、図９に示すように、入力信号入力手段２１及び送信手段２２に接続された本発明による予測コーダ装置１を設けることができる。斯様な装置は、データが前記符号化処理により圧縮されるので、狭い帯域幅を用いて大量のデータを送信することができる。本発明による予測符号化装置１を、ＳＡＣＤ、ＤＶＤ、コンパクトディスク又はコンピュータハードディスク等のデータ格納装置上にデータを記憶するための、ＳＡＣＤバーナ、ＤＶＤバーナ又はミニディスクレコーダ等のデータ記憶装置３０に適用することも同様に可能である。斯様な装置３０は、データ格納装置３１用の保持手段３２と、データ格納装置３１にデータを書き込む書込手段３３と、例えばマイクロフォン等の入力信号入力手段３４と、図１０に示すように入力信号入力手段３４及び書込手段３３に接続された本発明による予測コーダ装置１とを含む。このデータ記憶装置３０はデータ格納装置３１上に一層多くのデータを記憶することができると同時に、既知のデータ記憶装置の欠点は回避される。
【００６１】
ＤＶＤ−ＲＯＭプレーヤ等の入力信号入力手段４１とデータ処理手段４２とを含むようなデータ処理装置４０に、図１１に示すように、本発明による予測符号化信号用のデコーダ装置１１を設けることも同様に可能である。斯様なデータ処理装置４０は、コンピュータ又はテレビジョンセットトップボックスかも知れない。
【００６２】
オーディオＣＤプレーヤ等のデータ入力手段５１と、スピーカ等のオーディオ出力手段５２とを含むような、家庭用ステレオ又は多チャンネルプレーヤ等のオーディオ装置５０に、図１２に示すように、本発明による予測符号化信号用のデコーダ装置１１を設けることも有利である。この構成は上記オーディオ装置５０がＳＡＣＤを再生することができる場合に特に有利である。何故なら、該装置にはＳＡＣＤプレーヤ手段５１１が設けられ、上述した方法はスーパオーディオＣＤ規格に準拠しており、ＳＡＣＤに通常利用可能なディスクよりも多くのオーディオデータを設けることを可能にするので、これにより出力の品質を向上させるからである。同様に、マイクロフォン等のオーディオ入力手段６１とデータ出力手段６２とを含むオーディオレコーダ装置６０に、図１３に示すように、予測コーダ装置１１を設け、これにより、同一の量のデータ記憶空間を使用しながら一層多くのデータを記録するのを可能にする。
【００６３】
更に、本発明は図１４に示すようなフロッピー（登録商標）ディスク７０等のデータ格納装置に記憶されるデータに適用することもでき、斯様なデータ格納装置は、例えば、デジタルバーサタイルディスク若しくはスーパオーディオＣＤ自体、又は斯様なＤＶＤ若しくはＳＡＣＤを製造するためのマスタ若しくは押し型でもあり得る。
【００６４】
尚、上述した実施例は本発明を限定するというよりは解説するものであり、当業者であれば、添付請求項の範囲から逸脱することなしに多くの代替実施例を設計することができることに注意すべきである。また、請求項において、括弧内の如何なる符号も当該請求項を限定するものと見なしてはならない。また、“有する”なる文言は請求項に記載されたもの以外の他の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。また、本発明は幾つかの個別の要素を有するハードウェアにより、及び適切にプログラムされたコンピュータにより実施化することができる。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、これら手段の幾つかは１つの且つ同一のハードウェア項目で実施化することができる。或る手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用することができないことを示すものではない。
【００６５】
以上要約すると、フィルタ処理方法が提案され、該方法においては第１の幾つかのフィルタ処理ステップが実行される。各ステップは、フィルタ処理された信号を発生するステップ、該フィルタ処理された信号を或る精度に丸めるステップ、及び該丸められた信号を入力信号と合成し、これによりフィルタ誤差が得られるステップを含む。上記フィルタ処理された信号は第１のフィルタ処理された信号に合成され、該信号は丸められると共に前記入力信号と合成され、これにより符号化された信号が得られる。これは、各フィルタ処理ステップにおける上記丸め処理ステップ及び合成ステップを特定のフィルタ設計に適合させることを可能にする。これによりリミットサイクルが低減され、第１のフィルタ処理された信号を更なる処理に利用可能となり、上記丸め処理を逆の処理において反転することができる。更に、逆処理用のフィルタ方法、これら方法を実行することが可能なフィルタ装置、及び斯様な装置を含む装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による好ましいフィルタ処理方法の一例を説明するフローチャートを示す。
【図２】 図２は、本発明による好ましいフィルタ処理方法の一例を説明するフローチャートを示す。
【図３】 図３は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示す。
【図４】 図４は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタである。
【図５】 図５は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタである。
【図６】 図６は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例の構成を概念的に示す。
【図７】 図７は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタである。
【図８】 図８は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタである。
【図９】 図９は、本発明による予測コーダ装置が設けられたデータ送信装置を概念的に示す。
【図１０】 図１０は、本発明による予測コーダ装置が設けられたデータ記憶装置を概念的に示す。
【図１１】 図１１は、本発明による予測デコーダ装置が設けられたデータ処理装置を概念的に示す。
【図１２】 図１２は、本発明による予測デコーダ装置が設けられたオーディオ・ビジュアル装置を概念的に示す。
【図１３】 図１３は、本発明による予測デコーダ装置が設けられたオーディオ・ビジュアル・レコーダ装置を概念的に示す。
【図１４】 図１４は、本発明による予測符号化方法を備えたデータ格納装置を概念的に示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号の一次フィルタ処理された信号を発生するステップ；該一次フィルタ処理された信号を一次丸め処理された信号に丸め処理するステップ；及び上記一次丸め処理された信号を前記入力信号と合成して一次フィルタ誤差又は符号化信号を計算するステップを含むようなフィルタ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的フィルタ理論から、一次フィルタを該一次フィルタの機能の各部を実行する二次フィルタの縦続接続により置換するのが有利であることは知られている。しかしながら、この縦続接続は必ずしも有利とはならない。
【０００３】
例えば、予測フィルタ処理においては、このことは幾つかの問題を提起する。斯様な予測フィルタ処理のための一つの方法は、ロサンゼルス、ＡＥＳ１０１回会議におけるA.A.M.L. Bruekers、A.W.J. Oomen、R.J. v.d.Vleuten及びL.M. van de Kerkhofによる「ＤＶＤオーディオ用の無損失符号化」（１９９６年１１月予稿４３５８）；及びニューヨーク、ＡＥＳ１０３回会議におけるA.A.M.L. Bruekers、A.W.J. Oomen、R.J. v.d.Vleuten及びL.M. van de Kerkhofによる「１ビットオーディオ信号の改良された無損失符号化」（１９９７年９月予稿４５６３）から既知である。
【０００４】
最初の“Bruekers”の論文に記載されている方法においては、信号は予測フィルタ処理により符号化される。この先行技術文献に記載されている予測フィルタ処理は、入力信号の一次予測信号を先行する入力信号に基づいて発生するステップ；該一次予測信号を一次丸め処理された信号に丸め処理するステップ；及び該一次丸め処理された信号を上記入力信号から減算して一次フィルタ誤差又は符号化信号を計算するステップを含んでいる。２番目の“Bruekers”の論文に記載されている方法においては、上記入力信号は１ビット信号である。二次フィルタの縦続接続を単に適用することは、これらの方法においては幾つかの問題を提起する。第１に、上記予測誤差又は符号化信号の最下位桁（lsd）は、該符号化信号が余り重要でないlsdを有するのを防止するために、入力信号のlsdと少なくとも同程度の重みでなければならない。従って、二次予測信号は或るlsdに丸め処理されなければならない。しかしながら、この丸め処理は上記予測誤差又は符号化信号の歪を生じさせ、これにより該歪まされた予測誤差又は符号化信号の次の二次フィルタによる後続の予測が妨害される。
【０００５】
第２に、上記予測信号自体が、スーパオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）規格で使用されているように、ダイレクトストリーム変換（ＤＳＴ）のような更なる符号化処理にとり必要となる。
【０００６】
第３に、フィルタ処理において通常知られているように巡回型フィルタ構造又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタが使用されると、上記丸め処理ステップがリミットサイクルを生じさせる可能性がある。即ち、入力信号がない場合、予測信号はあるべきでないが、上記丸め処理ステップの結果、非零の丸め信号が、従って予測誤差が生じ得る。デコーダにおける同一のリミットサイクルが、出力信号即ち復号信号が存在しないことを保証するが、符号化の効率が悪い影響を受ける。復号側においては、符号化側において入力信号が全くなかったにも拘わらず、この結果として復号信号が生じてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明によれば、上述したフィルタ処理方法は、前記一次フィルタ処理された信号を発生するステップが少なくとも１つの二次フィルタ処理ステップを含み、該少なくとも１つの二次フィルタ処理ステップが、ソース信号の二次フィルタ処理された信号を発生するステップと、該二次フィルタ処理された信号を二次丸め処理された信号に丸め処理するステップと、該二次丸め処理された信号を前記ソース信号と合成して二次フィルタ誤差を計算するステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
このような方法は、各二次フィルタ処理された信号を当該方法の特定用途により必要とされる如何なるビットサイズにも丸め処理するのを可能にする。何故なら、前記一次フィルタ処理された信号のみしか所要のlsdに丸め処理する必要が無いからであり、その理由は、該一次処理された信号が、フィルタ誤差又は符号化信号を計算するのに使用される信号であるからである。上記二次フィルタ処理された信号を丸め処理するステップは可逆的ステップである。何故なら、これら信号の更なる用途により制限されるような唯一の必要とされる丸め処理は、前記一次フィルタ処理された信号の丸め処理であり、この一次丸め処理は復号処理において再現することが可能であるからである。更に、上記の一次フィルタ処理された信号が得られるので、この信号を更なるフィルタ処理過程において使用することができる。二次フィルタ処理された信号の丸め処理は如何なる分解能のものにも選択することができるので、リミットサイクルを低減するような丸め処理を適用することができる。
【００１０】
また、本発明は請求項１１に記載したような逆のフィルタ処理方法も提供する。斯様な方法は、一次フィルタ処理された信号の逆フィルタ処理又は復号を可能にする。
【００１１】
更に、本発明は請求項１２に記載したような、本発明による方法を実行するフィルタ装置も提供する。また、本発明は請求項２２に記載したようなフィルタ装置も提供する。
【００１２】
本発明の特に有利な構成が従属請求項に記載されている。本発明の更なる詳細、態様及び実施例を添付図面を参照して説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下の説明においては、本発明による予測フィルタ処理又は符号化方法及び予測フィルタ又はコーダ装置が、本発明によるフィルタ処理方法及び装置の一例として説明される。しかしながら、本発明は如何なるフィルタ処理方法及びフィルタ処理装置にも適用することができ、予測符号化方法又は予測コーダ装置に限定されるものではないことは明らかであろう。尚、以下の説明においてｘは正の整数である。図１から理解されるように、本発明によるｘビット信号を予測符号化する方法は、デジタル入力信号Ｘ(t)を入力することにより開始される。ｎ個の記憶された先行する入力信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-n)に基づいて、ブロックＩ〜VIIにおいて、当該入力信号の一次予測信号である一次フィルタ処理された信号、Ｙ(t)が形成される。この一次予測信号はｎ個の先行する信号に基づくものであるから、ｎ次数の一次予測信号と呼ばれる。明瞭化のために、このアプリケーションにおいて、次数ｎのフィルタ処理ステップは次数ｎの多項式による線形フィルタ処理を必ずしも意味するものではないことに注意すべきである。
【００１４】
ｎ次数の一次予測信号を形成した後、該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)はステップVIIIにおいて或るビット数に丸められる。丸め処理ステップVIIIの結果としての該一次の丸められた信号（以下、ｎ次数の一次丸め信号と呼ぶ）Ｙ^(t)のlsdは、符号化された信号が余り重要でないlsdを有するのを防止するために、入力信号Ｘ(t)のlsdと少なくとも同程度の重みのものでなければならない。従って、二次予測信号は或るlsdに丸められなければならない。しかしながら、この丸め処理は予測誤差又は符号化された信号の歪を生じ、これにより次の二次フィルタによる該歪まされた予測誤差又は符号化信号の後続の予測が妨害される。
【００１５】
丸め処理ステップVIIIの後、ステップIXにおいて、ｎ次数の一次予測誤差又は符号化信号Ｅ(t)が計算される。このｎ次数の一次予測誤差又は符号化信号は、前記ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)と合成することにより得られる。
【００１６】
図１に示す例においては、上記入力信号は１ビット信号であり、従ってｘは１である。単一ビット信号は、スーパオーディオコンパクトディスク（ＳＡＣＤ）上に記憶される音楽のようなオーディオ信号用に、しばしば、使用される。１ビット入力信号の場合、丸め処理ステップVIIIは以下に説明するようにSIGN演算とすることができ、減算演算IXは排他的論理和、即ち（ＸＯＲ）演算とすることができる。
【００１７】
しかしながら、本発明が如何なるサイズの入力信号に限定されるものでもなく、如何なるサイズの丸め信号に限定されるものでもないことは明らかである。
【００１８】
本発明による方法の該実施例において、上記ｎ次数の一次予測ステップＩ〜VIは、２つの二次フィルタ処理ステップＩ〜IIIとステップIV〜VIとに分割される。これらのフィルタ処理ステップは低次の予測ステップである。図示の例においては、上記ｎ次数の予測ステップＩ〜VIは、第１のｍ１次数の二次予測ステップＩ〜IIIと、第２のｍ２次数の二次予測ステップIV〜VIとに分割され、これら二次予測ステップはｎ＝ｍ１＋ｍ２なる条件を満たす。
【００１９】
上記第１の二次フィルタ処理ステップ、即ちｍ１次数のステップ用のソース信号としては、入力信号Ｘ(t)がとられる。最新のｍ１の入力信号Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1)に基づいて、第１の二次フィルタ処理された信号、即ち入力信号Ｘ(t)のｍ１次数の予測信号Ｙ1(t)が第１の二次予測ステップＩにおいて計算される。該ｍ１次数の予測信号Ｙ1(t)は、一般式Ｙ１＝ｆ1(Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1))を用いて計算される。この式において、ｆ１はＸ(t-1),…,Ｘ(t-m1)のみに基づいてＸ(t)を予測する限りにおいて如何なる予測式とすることもできる。従来技術において種々の予測式が知られているが、本発明は、特定の予測式に限定されるものではなく、広く予測符号化原理に当てはまるものであることは明らかであろう。例えば、所謂チャンネル間予測フィルタを適用することも可能であり、これによれば、入力信号Ｘ(t)の予測は、第２入力信号のような別の信号の先行する値に基づいてなされる。
【００２０】
第１の二次予測ステップＩの後、上記ｍ１次数の予測信号Ｙ1(t)は丸め処理ステップIIにおいて第１の二次のｍ１次数丸め信号にＹ^ 1(t)に丸められる。この丸め信号は、特定の設計により必要とされる如何なるlsdでもあり得るような、或るlsdを有する。しかしながら、該第１の二次丸め信号Ｙ^ 1(t)の最下位桁が入力信号Ｘ(t)の最下位桁よりも小さな重みのものである方が有利である。
【００２１】
丸め処理ステップIIの後、第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)がステップIIIにおいて計算される。この合成又は計算ステップIIIは、上記第１のｍ１次数二次丸め信号Ｙ^ 1(t)を入力信号Ｘ(t)から減算することにより実行される。しかしながら、該予測誤差を求めるための他の方法も可能であることは明らかであろう。
【００２２】
上記第１のｍ１次数二次予測ステップＩ〜IIIの後、第２のｍ２次数の二次予測がステップIV〜VIにおいて実行される。ソース信号としては、上記第１のｍ１次数二次予測誤差Ｅ1(t)が使用される。最新の先行する第１のｍ２次数予測誤差Ｅ１ (t-1,…,t-m2)に基づいて、第２のｍ２次数の二次予測信号Ｙ2(t)がステップIVにおいて第２二次予測式ｆ2(Ｅ1(t-1),…,Ｅ1(t-m2))を用いて計算される。
【００２３】
ここでも、従来技術において種々の予測式が知られており、本発明が特定の予測式に限定されるものではなく、広く（予測）フィルタ処理に当てはまるものであることは明らかであろう。また、この第２の二次予測式は前記第１の二次予測式と同一の式である必要はないことも明らかであろう。
【００２４】
上記第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)はｍ１の最新の先行する入力信号Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1)に基づくものであるから、該第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)のｍ２次数の予測はＸ(t)のｍ１＋ｍ２次数の予測、即ち数式においては：
【数１】
【００２５】
丸め処理ステップＶの後、第２のｍ２次数の二次誤差が、ステップVIにおいて第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)を第１のｍ１次数の二次誤差Ｅ1(t)から減算することにより計算される。
【００２６】
二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)の両者は加算ステップVIIにおいて加算され、結果としての信号がｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)となる。このｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)は入力信号Ｘ(t)自身と比較されねばならない。しかしながら、該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)は必ずしも同じビットサイズｘのものとは限らない。従って、該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)は、先ず、ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)に丸められる。本例においてはＸ(t)は１ビット信号であるから、一次丸め処理VIIIはSIGN演算であり得る。斯様なSIGN演算は、上記ｎ次数一次予測信号Ｙ(t)が正又は零である場合には１を戻し、該ｎ次数一次予測信号Ｙ(t)が負の場合には０を戻す。明瞭化のために、１ビットオーディオ信号は、実際には、０又は１の何れかではなく、１（正）又は−１（負）の何れかを表すことに注意されたい。
【００２７】
一次丸め処理ステップVIIIの後、ｎ次数の予測誤差が上記ｎ次数一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)から減算することにより計算される。当該入力信号は１ビット信号であるから、減算演算IXとして単純なＸＯＲ演算が使用される。
【００２８】
前述したように、ｍ次数の予測ｆ(Ｘ(t-1),…Ｘ(t-m))は如何なる種類のものでもあり得る。該ｍ次数は例えば有限インパルス応答（ＦＩＲ）法とすることもできる。斯様なＦＩＲ法においては、各係数ａｉにより乗算された入力信号の遅延サンプルが加算され、次に入力信号Ｘ(t)から減算されるので、この場合、第１のｍ１次数二次予測誤差は：
【数２】
【数３】
【００２９】
この式において、上限ｍ１は同一であるが、両部分に対して異なる上限を選択することも同様に可能である。無限インパルス応答（ＩＩＲ）法が使用される場合、本発明は単一の二次フィルタ処理ステップを有するフィルタ構造に既に有利に適用することができる。何故なら、上記式を含む処理に如何なる丸め処理を使用し、第１の二次フィルタ処理された信号を導出して、符号化された信号として使用されるべき一次フィルタ誤差を計算することが可能であるからである。図２は、図１に示したフィルタ処理方法の逆のフィルタ処理方法の一例のフローチャートを示している。図２のフィルタ処理方法は、ｎ＝ｍ１＋ｍ２のｎ次数の予測符号化信号を復号する方法である。図２に示す例においては、図１の符号化信号Ｅ(t)が入力信号として使用される。該入力信号の復号は、ステップXIXにおいてｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)をｘビットの入力信号Ｅ(t)に加算することにより達成される。この結果、復号された信号Ｘ(t)が得られる。入力信号は１ビット信号であるから、該加算ステップXIXは単純なＸＯＲ演算により実行することができる。ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)は、ステップXI〜XVIIにおいて上記復号信号Ｘ(t)のｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)をｎ個の最新の先行する復号信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3)…,Ｘ(t-n)に基づいて予測すると共に、ステップXVIIIにおいて該ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)をｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)に一次丸め処理することにより得られる。
【００３０】
図示の例において、ｎ次数の一次予測信号を計算するステップは幾つかのステップXI〜XVIIを含んでいる。先ず、第１のｍ１次数の二次予測信号Ｙ1(t)が第１の二次予測ステップXIにおいて最新の先行するソース信号Ｘ(t-1),…,Ｘ(t-m1)に基づいて形成される。この予測を形成するのに使用される式ｆ１は、図１で使用された式ｆ１と本質的に同一である。
【００３１】
その後、二次丸め処理ステップXIIにおいて上記第１のｍ１次数二次予測信号の丸め処理が実行される。この二次丸め処理ステップXIIの結果、第１のｍ１次数の二次丸め信号Ｙ^ 1(t)が得られる。この二次丸め信号Ｙ^ 1(t)の最下位桁は、先に第１のｍ１次数二次丸め処理ステップIIに関して説明したように、最大で入力信号の最下位桁と同程度の重みでなければならない。更に、この丸め処理ステップは前記丸め処理ステップIIと略同様であることが有利である。何故なら、このことは無損失符号化処理を可能にするからである。
【００３２】
第１の二次丸め処理の後、第１の二次減算ステップXIIIが実行される。この二次減算ステップXIIIにおいては、復号信号Ｘ(t)が上記第１のｍ１次数二次丸め信号Ｙ^(t)から減算され、これにより第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)が算出される。この第１のｍ１次数の二次予測誤差は、第２のｍ２次数の二次予測ステップXIV〜XVIに対するソース信号として使用される。
【００３３】
最新の先行する第１のｍ２次数の二次予測誤差信号Ｅ1(t-1,…t-m1)に基づいて、第１のｍ１次数の二次予測誤差Ｅ1(t)の、第２のｍ２次数の二次予測信号Ｙ2(t)がステップXIVにおいて形成される。この予測を形成するために使用される式ｆ２は、本質的に、図１で使用されたのと同一の式ｆ２である。
【００３４】
ｎ次数の一次予測ステップＩ〜VIIはｍ１＋ｍ２次数の予測ステップであるので、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)、又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)は計算する必要はない。しかしながら、ｎ次数の一次予測がｍ１＋ｍ２より大きな次数（ｎ＞ｍ１＋ｍ２）のものである場合、又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)が更なる処理により必要とされる場合は、破線のステップXV〜XVIにより示されるように、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)又は第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)を計算することもできる。
【００３５】
ｎ次数の一次予測がｍ１＋ｍ２より大きな次数のものである場合、前記第２のｍ２次数の二次予測信号Ｙ2(t)はステップXVにおいて第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)に丸められる。該第２のｍ２次数の二次丸め信号のlsdは、大きくても入力信号Ｘ(t)のlsdと同程度の重みである。さもなければ、本発明は、符号化方法に関して上述したように、現状技術と比較して有利とはならないであろう。
【００３６】
二次丸め処理ステップXVの後、第２のｍ２次数の二次丸め信号Ｙ^ 2(t)が第１の二次予測誤差から減算され、これにより第２のｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)が算出される。
【００３７】
二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)の両者はステップXVIIにおいて加算され、ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)が得られる。
【００３８】
このｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)はステップXVIIIにおいて、ldsの重みが少なくとも信号Ｘ(t)のlsdの重みとなるように丸められる。この場合、ｘ＝１であるので、前述したように単純なSIGN演算をｎ次数の一次予測信号に適用することができる。このSIGN演算の結果、ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)が得られる。
【００３９】
前記ソース信号（目下の例では、符号化信号Ｅ(t)）がステップXIXにおいて該ｎ次数の一次丸め信号に加算され、これにより図１の入力信号Ｘ(t)と同一である、復号信号が得られる。本例においては、上記加算ステップとして単純なＸＯＲ演算を使用することができる。何故なら、前述したように当該信号は１ビット信号であるからである。
【００４０】
図２に示す例においては、入力信号は１ビット信号であり、ｎ次数の一次予測信号を一次丸め処理するステップはSIGN演算であり、ｎ次数の一次予測誤差を計算するステップは排他的論理和演算である。しかしながら、勿論、本発明は上述した例の信号のサイズに限定されるものではなく、これらの型式の丸め処理ステップ及び計算ステップは可能性のある例としてのみ示したものである。
【００４１】
図３には、本発明によるフィルタ装置の一例として予測コーダ装置１が示されている。この予測コーダ装置１は、入力信号Ｘ(t)を入力する入力ポート２と、一次予測誤差又は符号化信号Ｅ(t)を送出する出力ポート３とを含んでいる。入力ポート２と出力ポート３との間には一次フィルタ構造、即ち一次予測構造４〜８が設けられ、該構造はｎ次数一次予測装置４〜６である一次フィルタ装置と、一次丸め器装置７と、減算器装置８である一次合成装置とを含んでいる。
【００４２】
図３に示す例示的一次フィルタ装置は１ビット信号を符号化する一次予測コーダ装置１であるから、一次丸め器装置７は前述したSIGN演算を行うSIGN装置であり、一次減算器装置８は当業技術で通常に使用されているＸＯＲゲートである。
【００４３】
該ｎ次数の一次予測装置には、第１のｍ１次数二次予測装置４と、第２のｍ２次数二次予測装置５とが設けられている。両装置は、最新の先行するソース信号Ｘ(t-1,…,t-m1)及びＥ1(t-1,…,t-m2)に基づいて二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)を算出すると共に、各ソース信号Ｘ(t)及びＥ1(t)から二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)を減算することにより二次予測誤差Ｅ1(t)及びＥ2(t)を各々算出する。
【００４４】
第２のｍ２次数の二次予測装置は、二次減算器装置を含む必要はなく、二次丸め器装置を含む必要もない。何故なら、第２のｍ２次数二次予測誤差Ｅ2(t)は如何なる他の処理においても使用されないからである。しかしながら、ｍ２次数の二次予測誤差Ｅ2(t)が更なる処理において必要とされる場合、又は当該ｎ次数の予測フィルタがｍ１＋ｍ２より次数の大きなものである場合は、図３ないし図５に破線で示すように、第２のｍ２次数二次予測装置に減算器装置及び丸め器装置を設けることができる。
【００４５】
二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)は加算器６により加算されて、ｎ次数の一次予測信号Ｙ(t)が得られる。この一次予測信号Ｙ(t)は一次丸め器装置７により入力信号Ｘ(t)のビットサイズに丸められる。図３に示す例においては、入力信号Ｘ(t)は１ビット信号であるから、一次丸め器装置７は前述したSIGN演算を実行するような単純なSIGN装置とすることができる。該一次丸め器装置の出力信号はｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)である。このｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)は一次減算器装置８に送出され、該減算器装置は該ｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)から減算する。この結果、ｎ次数の一次予測誤差Ｅ(t)が得られる。上記ｎ次数一次丸め信号Ｙ^(t)及び入力信号Ｘ(t)の両者は単一ビット信号であるから、図示の減算器装置は、デジタル電子技術において普通に知られているように、ＸＯＲゲートである。
【００４６】
二次フィルタ装置４は如何なる型式の予測手段でもよい。しかしながら、ＦＩＲ予測装置が二次フィルタ装置４、５として使用される場合は、図３に示す予測コーダ装置１は図４に示す予測コーダ装置のようになる。
【００４７】
図４において、ＦＩＲ予測装置４１及び５１はｍ１次数及びｍ２次数の予測手段４１及び５１を含み、これら手段はｍ１次数及びｍ２次数の予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)を予測する。これらの予測信号を予測するためには、当該式がｍ１及びｍ２の最新の先行するソース信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-m1,2)に基づいて予測を行う限りにおいて如何なる数学式を使用することもできる。ｍ１次数及びｍ２次数の二次予測装置の場合、該予測はｍ１及びｍ２の最新の先行するソース信号Ｘ(t-1,…,t-m1,2)及びＥ1(t-1,…,t-m1,2)に基づいてなされる。ｍｉ次数の二次予測装置４１、５１に接続されるものは、二次丸め器装置４２、５２である。これら丸め器回路４２、５２は、ｍｉ次数の二次予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)を或る最下位桁（lsd）のｍｉ次数の二次丸め信号Ｙ^ 1(t)、Ｙ^ 2(t)に丸める。一次丸め器装置７とは対照的に、このlsdは当該予測コーダ装置の設計において適切な如何なる重要度のものとすることができるが、前述した問題を克服するためには、最大で入力信号Ｘ(t)のlsdの重みのものとする。
【００４８】
明瞭化のために、第２のｍｉ次数二次予測装置は、図３ないし図５に破線で示す装置は含む必要がないことに注意されたい。
【００４９】
本発明を具現化する予測符号化装置１の特別な例が図５に示されている。この例においては、ＩＩＲ二次予測フィルタ装置４が二次フィルタ装置１に適用されている。該ＩＩＲ予測装置４は、先行する入力信号Ｘ(t-1,…,t-n)に基づいて順方向予測信号を予測する予測手段４１と、先行する予測誤差Ｅ1(t,…,t-n)に基づいて再帰予測信号を予測する巡回型予測手段４４とを有している。
【００５０】
上記順方向及び再帰予測信号は、加算器４５により二次予測信号Ｙ(t)へと加算される。この加算器４５は該予測信号Ｙ(t)を二次丸め器装置４２に送出し、該装置は図４に示した丸め器装置４２と同様とすることができる。また、上記加算器は二次予測信号Ｙ(t)を一次丸め器装置７へも送出し、該装置は図４における一次丸め器装置７と同様なSIGN装置とすることができる。
【００５１】
SIGN演算から結果として得られる第１の一次丸め信号Ｙ^(t)はＸＯＲゲート８に送出され、該ゲートは該丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｘ(t)から減算し、これにより一次予測誤差Ｅ(t)が得られる。
【００５２】
図６は、本発明によるフィルタ装置として、符号化信号を復号するデコーダ装置１０を示している。デコーダ装置１０は、ｘビットの入力信号Ｅ(t)を入力する入力ポート１１と、該入力ポート１１に接続されてｎ次数の一次丸め信号Ｙ^(t)を入力信号Ｅ(t)に加算することにより復号信号を算出する一次加算器装置１７と、該一次加算器装置に接続されて復号信号Ｘ(t)のｎ次数一次予測信号Ｙ(t)をｎ個の最新の復号信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-n)に基づいて算出するｎ次数一次予測装置１３〜１５と、該ｎ次数予測装置１３〜１５及び加算器装置１７に接続されてｎ次数一次予測信号Ｙ(t)をｎ次数一次丸め信号Ｙ^(t)に丸める一次丸め器装置１６とを含み、上記ｎ次数一次丸め信号は少なくとも入力信号Ｅ(t)のlsdの重みのlsdを有する。
【００５３】
該デコーダ装置は、更に、上記一次加算器装置１７に接続されて復号信号Ｘ(t)を送出する出力ポート１２も含んでいる。ｎ次数一次予測装置１３〜１５は、Σｍｉ＝ｎなる関係を満足する２つのｍｉ次数の二次予測装置１３及び１４も含んでいる。
【００５４】
図示の例においては、ｍはｍ次数二次予測装置１３及び１４の両者に関して１である。ｍ次数二次予測装置１３及び１４の各々は、ｍ次数二次予測信号Ｙ1(t)及びＹ2(t)をｍ個の最新の先行するソース信号Ｘ(t-1),Ｘ(t-2),Ｘ(t-3),…,Ｘ(t-m)及びＥ1(t-2),Ｅ1(t-3),…,Ｅ1(t-m)に基づいて予測する。ｍ次数二次予測装置１３、１４は、次のｍ次数二次予測装置用のソース信号として作用する、ｍ次数二次予測誤差Ｅ1(t)、Ｅ2(t)も算出する。第２のｍ次数二次予測装置は次のｍ次数二次予測装置を有していないから、第２のｍ次数二次予測誤差Ｅ2(t)は、図６に破線矢印で示すように該二次予測誤差Ｅ2(t)が更なる処理において必要とされない限り、計算する必要はない。
【００５５】
ｍ次数二次予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)は、全てのｍ次数二次予測装置１３、１４に接続された一次加算器装置１５により加算される。この加算演算の結果、ｎ次数一次予測信号Ｙ(t)が得られ、該信号は一次丸め器装置１６により丸められる。
【００５６】
図７は、ｍ次数二次予測装置がＦＩＲ予測装置１３、１４であるようなデコーダ装置の一例を示している。これらの二次装置は、ｍ1,2次数の予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)をｍ1,2個の最新の先行するソース信号に基づいて予測する順方向二次予測手段１３１、１４１を有している。ｍ1,2次数の二次予測信号Ｙ1(t)、Ｙ2(t)は、ｍ次数二次丸め器装置１３２、１４２により或るlsdのｍ次数二次丸め信号Ｙ^ 1(t)、Ｙ^ 2(t)に丸められる。ｎ次数一次丸め器装置１６の丸め処理とは対照的に、該lsdは当該装置の設計に適した如何なる重みのものとすることもできるが、前述した当業技術の欠点を克服するためには、好ましくは、最大で入力信号Ｘ(t)の重みのものとすべきである。
【００５７】
ｍ次数二次丸め信号Ｙ^ 1(t)、Ｙ^ 2(t)は二次減算器装置１３３、１４３によりソース信号Ｘ(t)、Ｅ1(t)から減算される。この減算処理ステップにより、二次予測誤差信号Ｅ1(t)、Ｅ2(t)が得られ、これら信号を次のｍ次数二次予測装置用のソース信号として使用することができる。
【００５８】
明瞭化のために、第２のｍ次数予測装置は、図６及び７に破線で示すように、二次減算器装置１４３及び二次丸め器装置１４２は含む必要がないことに注意されたい。
【００５９】
図８は、二次フィルタ装置が無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタであるような、本発明による１ビット信号用のフィルタ装置の一例を概念的に示している。該二次装置はＦＩＲ装置と類似しているが、巡回型の二次予測手段１３４を更に備え、該手段は再帰二次予測信号を最新の二次の先行する予測誤差Ｅ1(t-1,…,t-m)に基づいて予測する。順方向のｍ次数二次予測信号は、この再帰予測信号と二次加算器装置１３５により加算され、これによりｍ次数二次予測信号Ｙ1(t)が得られる。このｍ次数二次予測信号は二次丸め器装置１３２に送出されるが、該装置は図７における二次丸め器装置１３２と同様とすることができる。該二次予測信号はSIGN装置１６にも送出され、その後のｎ次数一次復号装置は図７に示した復号装置と同一である。
【００６０】
本発明は、例えば入力信号入力手段２１と、符号化信号を送信するアンテナ等の送信手段２２とを含む無線送信機又はコンピュータネットワークルータ等のデータ送信装置２０のような、種々の装置に適用することができ、該装置には、図９に示すように、入力信号入力手段２１及び送信手段２２に接続された本発明による予測コーダ装置１を設けることができる。斯様な装置は、データが前記符号化処理により圧縮されるので、狭い帯域幅を用いて大量のデータを送信することができる。本発明による予測符号化装置１を、ＳＡＣＤ、ＤＶＤ、コンパクトディスク又はコンピュータハードディスク等のデータ格納装置上にデータを記憶するための、ＳＡＣＤバーナ、ＤＶＤバーナ又はミニディスクレコーダ等のデータ記憶装置３０に適用することも同様に可能である。斯様な装置３０は、データ格納装置３１用の保持手段３２と、データ格納装置３１にデータを書き込む書込手段３３と、例えばマイクロフォン等の入力信号入力手段３４と、図１０に示すように入力信号入力手段３４及び書込手段３３に接続された本発明による予測コーダ装置１とを含む。このデータ記憶装置３０はデータ格納装置３１上に一層多くのデータを記憶することができると同時に、既知のデータ記憶装置の欠点は回避される。
【００６１】
ＤＶＤ−ＲＯＭプレーヤ等の入力信号入力手段４１とデータ処理手段４２とを含むようなデータ処理装置４０に、図１１に示すように、本発明による予測符号化信号用のデコーダ装置１１を設けることも同様に可能である。斯様なデータ処理装置４０は、コンピュータ又はテレビジョンセットトップボックスかも知れない。
【００６２】
オーディオＣＤプレーヤ等のデータ入力手段５１と、スピーカ等のオーディオ出力手段５２とを含むような、家庭用ステレオ又は多チャンネルプレーヤ等のオーディオ装置５０に、図１２に示すように、本発明による予測符号化信号用のデコーダ装置１１を設けることも有利である。この構成は上記オーディオ装置５０がＳＡＣＤを再生することができる場合に特に有利である。何故なら、該装置にはＳＡＣＤプレーヤ手段５１１が設けられ、上述した方法はスーパオーディオＣＤ規格に準拠しており、ＳＡＣＤに通常利用可能なディスクよりも多くのオーディオデータを設けることを可能にするので、これにより出力の品質を向上させるからである。同様に、マイクロフォン等のオーディオ入力手段６１とデータ出力手段６２とを含むオーディオレコーダ装置６０に、図１３に示すように、予測コーダ装置１１を設け、これにより、同一の量のデータ記憶空間を使用しながら一層多くのデータを記録するのを可能にする。
【００６３】
更に、本発明は図１４に示すようなフロッピー（登録商標）ディスク７０等のデータ格納装置に記憶されるデータに適用することもでき、斯様なデータ格納装置は、例えば、デジタルバーサタイルディスク若しくはスーパオーディオＣＤ自体、又は斯様なＤＶＤ若しくはＳＡＣＤを製造するためのマスタ若しくは押し型でもあり得る。
【００６４】
尚、上述した実施例は本発明を限定するというよりは解説するものであり、当業者であれば、添付請求項の範囲から逸脱することなしに多くの代替実施例を設計することができることに注意すべきである。また、請求項において、括弧内の如何なる符号も当該請求項を限定するものと見なしてはならない。また、“有する”なる文言は請求項に記載されたもの以外の他の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。また、本発明は幾つかの個別の要素を有するハードウェアにより、及び適切にプログラムされたコンピュータにより実施化することができる。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、これら手段の幾つかは１つの且つ同一のハードウェア項目で実施化することができる。或る手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用することができないことを示すものではない。
【００６５】
以上要約すると、フィルタ処理方法が提案され、該方法においては第１の幾つかのフィルタ処理ステップが実行される。各ステップは、フィルタ処理された信号を発生するステップ、該フィルタ処理された信号を或る精度に丸めるステップ、及び該丸められた信号を入力信号と合成し、これによりフィルタ誤差が得られるステップを含む。上記フィルタ処理された信号は第１のフィルタ処理された信号に合成され、該信号は丸められると共に前記入力信号と合成され、これにより符号化された信号が得られる。これは、各フィルタ処理ステップにおける上記丸め処理ステップ及び合成ステップを特定のフィルタ設計に適合させることを可能にする。これによりリミットサイクルが低減され、第１のフィルタ処理された信号を更なる処理に利用可能となり、上記丸め処理を逆の処理において反転することができる。更に、逆処理用のフィルタ方法、これら方法を実行することが可能なフィルタ装置、及び斯様な装置を含む装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による好ましいフィルタ処理方法の一例を説明するフローチャートを示す。
【図２】 図２は、本発明による好ましいフィルタ処理方法の一例を説明するフローチャートを示す。
【図３】 図３は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示す。
【図４】 図４は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタである。
【図５】 図５は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタである。
【図６】 図６は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例の構成を概念的に示す。
【図７】 図７は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタである。
【図８】 図８は、本発明による１ビット信号用フィルタ装置の一例を概念的に示し、該装置において二次フィルタ装置は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタである。
【図９】 図９は、本発明による予測コーダ装置が設けられたデータ送信装置を概念的に示す。
【図１０】 図１０は、本発明による予測コーダ装置が設けられたデータ記憶装置を概念的に示す。
【図１１】 図１１は、本発明による予測デコーダ装置が設けられたデータ処理装置を概念的に示す。
【図１２】 図１２は、本発明による予測デコーダ装置が設けられたオーディオ・ビジュアル装置を概念的に示す。
【図１３】 図１３は、本発明による予測デコーダ装置が設けられたオーディオ・ビジュアル・レコーダ装置を概念的に示す。
【図１４】 図１４は、本発明による予測符号化方法を備えたデータ格納装置を概念的に示す。
Claims (6)
- 入力信号を入力する入力ポートと、
前記入力ポートに接続され、第１の丸められた信号を前記入力信号と合成することにより出力信号を算出する第１の合成装置と、
フィルタ構造と、
前記第１の合成装置に接続された出力ポートと、
を含むフィルタ装置であって、前記フィルタ構造が、
前記入力ポートに接続されて、第１のフィルタ処理された信号を発生する第１のフィルタ装置と、
前記第１のフィルタ装置及び前記第１の合成装置に接続されて、前記第１のフィルタ処理された信号を前記第１の丸められた信号に丸める第１の丸め器装置と、
を含むフィルタ装置において、
前記第１のフィルタ装置が、少なくとも２つの第２のフィルタ装置を含み、
第２のフィルタ装置が、
前記入力信号の第２のフィルタ処理された信号を発生する第２のフィルタ手段と、
前記第２のフィルタ手段に接続されて、前記第２のフィルタ処理された信号を第２の丸められた信号に丸める第２の丸め器装置と、
前記第２の丸め器装置に接続されて、前記入力信号を前記第２の丸められた信号と合成することにより第２のフィルタ誤差を算出する第２の合成装置とを含み、
更なる第２のフィルタ装置が、前記第２のフィルタ誤差から更なる第２のフィルタ処理された信号を発生する更なる第２のフィルタ手段を含み、
前記第１のフィルタ装置が更に、第２のフィルタ手段からの前記第２のフィルタ処理された信号及び前記更なる第２のフィルタ手段からの前記更なる第２のフィルタ処理された信号を合成することにより前記第１のフィルタ処理された信号を得る第３の合成装置を含み、該第３の合成装置が前記第１の丸め器装置に接続されている
ことを特徴とするフィルタ装置。 - 請求項１に記載のフィルタ装置において、前記第２の丸め器装置が、少なくとも前記第１の丸められた信号の最下位桁の丸め精度を有していることを特徴とするフィルタ装置。
- 請求項２に記載のフィルタ装置において、前記第１の丸め器装置が、最大で前記入力信号の最下位桁の丸め精度を有していることを特徴とするフィルタ装置。
- 請求項１ないし３の何れか一項に記載のフィルタ装置において、前記第２のフィルタ手段が有限インパルス応答フィルタ手段であることを特徴とするフィルタ装置。
- 請求項１ないし４の何れか一項に記載のフィルタ装置において、前記第２のフィルタ手段が無限インパルス応答フィルタ手段であることを特徴とするフィルタ装置。
- 請求項１ないし５の何れか一項に記載のフィルタ装置において、前記入力信号が１ビット信号であり、前記第１の丸め器装置がSIGN装置であり、前記合成装置が排他的論理和装置であることを特徴とするフィルタ装置。
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