JPH07193510A

JPH07193510A - ディジタル信号処理装置、ディジタル信号処理方法、及び記録媒体

Info

Publication number: JPH07193510A
Application number: JP33298693A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shimoyoshi; 修下吉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JP3175456B2

Abstract

(57)【要約】【構成】Ｎ個のスケールファクタＩＤの差分ＩＳＦｄ
(n,i) の絶対値が各ブロックフローティングユニット毎
に求めこれらの絶対値の中から最大のＩＳＦｄ(n,i) を
検出し、この絶対値の最大のＩＳＦｄ(n,i) の値からス
ケールファクタＩＤの記録モードを判定する。−４≦Ｍ
ＩＳＦｄ≦３の条件を満たす場合はユニット毎に３ビッ
トで記録するモードＭＤ１を、−８≦ＭＩＳＦｄ≦７の
条件を満たす場合はユニット毎に４ビットで記録するモ
ードＭＤ２を、−１６≦ＭＩＳＦｄ≦１５の条件を満た
す場合はユニット毎に５ビットで記録するモードＭＤ３
を、−１６≦ＭＩＳＦｄ≦１５の条件式を満たさない場
合はユニット毎に６ビットで記録するモードＭＤ４を選
択する。【効果】前フレームとの相関に応じてスケールファク
タの差分を伝送／記録することで、伝送／記録されるビ
ット数を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタルオー
ディオ信号のディジタル信号をビット圧縮した圧縮デー
タを、例えば記録媒体に記録、若しくは伝送媒体に伝送
すること、及び／又は、記録媒体に記録された圧縮デー
タを再生、若しくは伝送媒体を介した圧縮データを受信
して、元のディジタル信号を復元することを行うディジ
タル信号処理装置及びディジタル信号処理方法に関する
ものであり、また、本発明は、ディジタル信号をビット
圧縮した圧縮データが記録されてなる記録媒体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】本件出願人は、先に、入力されたディジ
タルオーディオ信号をビット圧縮し、このビット圧縮し
たディジタルオーディオ信号を、所定のデータ量を記録
単位としてバースト的に記録するような技術を、例えば
特願平２−２２１３６４号、特願平２−２２１３６５
号、特願平２−２２２８２１号、特願平２−２２２８２
３号の各明細書及び図面等において提案している。

【０００３】この技術は、記録媒体として光磁気ディス
クを用い、いわゆるコンパクト・ディスク（ＣＤ：Comp
act Disc）のＣＤ−Ｉ（ＣＤ−インタラクティブ）やＣ
Ｄ−ＲＯＭＸＡのオーディオデータフォーマットに規
定されているＡＤ（適応差分）ＰＣＭオーディオデータ
を記録再生するものであり、このＡＤＰＣＭデータの例
えば３２セクタ分とインターリーブ処理のためのリンキ
ング用の数セクタとを記録単位として、光磁気ディスク
にバースト的に記録している。

【０００４】この光磁気ディスクを用いた記録再生装置
におけるＡＤＰＣＭオーディオには、いくつかのモード
が選択可能になっており、例えば通常のＣＤの再生時間
に比較して、２倍の圧縮率でサンプリング周波数が３
７．８ｋＨｚのレベルＡ、４倍の圧縮率でサンプリング
周波数が３７．８ｋＨｚのレベルＢ、８倍の圧縮率でサ
ンプリング周波数が１８．９ｋＨｚのレベルＣが規定さ
れている。

【０００５】すなわち、例えば前記レベルＢの場合に
は、ディジタルオーディオデータが略々１／４に圧縮さ
れ、このレベルＢのモードで記録されたディスクの再生
時間（プレイタイム）は、標準的なＣＤフォーマット
（ＣＤ−ＤＡフォーマット）の場合の４倍となる。これ
によれば、より小型のディスクで標準１２ｃｍと同じ程
度の記録再生時間が得られることから、装置の小型化が
図れることになる。

【０００６】ただし、ディスクの回転速度は標準的なＣ
Ｄと同じであるため、例えば前記レベルＢの場合、所定
時間当たりその４倍の再生時間分の圧縮データが得られ
ることになる。このため、例えばセクタやクラスタ等の
時間単位で同じ圧縮データを重複して４回読み出すよう
にし、そのうちの１回分の圧縮データのみをオーディオ
再生にまわすようにしている。具体的には、スパイラル
状の記録トラックを走査（トラッキング）する際に、１
回転毎に元のトラック位置に戻るようなトラックジャン
プを行って、同じトラックを４回ずつ繰り返しトラッキ
ングするような形態で再生動作を進めることになる。こ
れは、例えば４回の重複読み取りの内、少なくとも１回
だけ正常な圧縮データが得られればよいことになり、外
乱等によるエラーに強く、特に携帯用小型機器に適用し
て好ましいものである。

【０００７】また、入力されたディジタルオーディオ信
号をビット圧縮する技術としては、入力の時系列オーデ
ィオ信号を帯域分割フィルタなどで複数の帯域成分に分
割し、各帯域成分毎に信号をブロック化し、そのブロッ
ク毎に直交変換等の周波数分析手法を用いて、時系列オ
ーディオ信号を周波数軸上のスペクトルデータに変換
し、得られたスペクトルデータを直接符号化するいわゆ
る適応変換符号化方式が知られている。

【０００８】さらに、この適応変換符号化方式におい
て、直交変換等の周波数分析手法によって得られた各ブ
ロック毎のスペクトルデータからなる周波数帯域をさら
に複数に細分化し、この複数の細分化された分割帯域で
さらにブロックを構成し、当該細分化された各ブロック
毎にいわゆるフローティング処理を行ってから量子化処
理を行うことで、量子化効率を向上させる方法が知られ
ている。なお、この方法では、フローティング処理を行
う細分化された各分割帯域毎（上記細分化された各ブロ
ック毎）に設定されたフローティングの状態を表す係数
である、いわゆるスケールファクタを、上記量子化され
たスペクトルデータと共に記録及び／又は伝送する必要
がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、オ
ーディオ信号は時間軸方向での相関が高いので、上述の
ような直交変換を行うブロック（直交変換ブロック、以
下、フレームと呼ぶ）を短くすると、連続したフレーム
間でのスペクトルデータにかなりの類似性が見られる。

【００１０】また、通常、上記ブロック毎のフローティ
ング処理を行う場合において、当該ブロックフローティ
ング処理を行う単位ブロック（以下、ブロックフローテ
ィングユニットと呼ぶ）毎のスペクトルデータのピーク
値により、スケールファクタが決定される。

【００１１】このように、スケールファクタは上記ブロ
ックフローティングユニット毎のスペクトルデータのピ
ーク値により決定されるものであり、また、上述のよう
に連続したフレーム間でのスペクトルデータには類似性
があることから、当該連続したフレーム間で同一ブロッ
クフローティングユニットのスケールファクタの相関も
高いということが言える。特に、正弦波に代表される定
常信号については、どのフレームでも全く同じスケール
ファクタが設定されることになる。ただし、厳密に言え
ば、当該正弦波の場合においても、フレームの切り出し
位置の関係でスペクトルデータが微妙に変化するため、
上記スケールファクタの値にも変化が生じるが、相関が
高いことに変わりはない。

【００１２】従来方式では、上記スケールファクタの値
を各フレーム毎に設定し、各フレーム毎に記録／伝送し
ているわけであるが、前述のように各フレーム間で類似
した情報を記録／伝送していることになるため、言い換
えれば、無駄な情報を記録／伝送していることになる。

【００１３】そこで、本発明は、上述のような実情に鑑
みてなされたものであり、無駄な情報をより少なくし、
さらにビット圧縮の効率を高めることのできるディジタ
ル信号処理装置及びディジタル信号処理方法と、記録容
量が有効利用される記録媒体を提供することを目的とす
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するために提案されたものであり、本発明の第１の
ディジタル信号処理装置は、ディジタル信号を複数サン
プルでブロック化するブロック化手段と、上記ブロック
毎にフローティング情報を設定して上記ブロック毎に上
記フローティング情報に基づいてフローティング処理を
行うフローティング手段と、上記フローティング処理さ
れたデータを量子化及び符号化する量子化符号化手段
と、上記量子化及び符号化した符号化データを記録若し
くは伝送する記録／伝送手段とを具備、及び／又は、デ
ィジタル信号を複数サンプルでブロック化し、上記ブロ
ック毎にフローティング情報を設定し、上記ブロック毎
に上記フローティング情報に基づいてフローティング処
理を行い、量子化及び符号化した後に記録若しくは伝送
された符号化データを、再生若しくは受信する再生／受
信手段と、当該再生若しくは受信した符号化データを復
号化及び逆量子化する復号化逆量子化手段と、上記フロ
ーティング情報に基づいて逆フローティング処理を行っ
て元ディジタル信号を復元する逆フローティング手段と
を具備するディジタル信号処理装置において、上記記録
若しくは伝送の際には、上記ブロックのフローティング
情報と上記ブロックに対して時間的に前のブロックのフ
ローティング情報との差分情報を記録若しくは伝送する
ことを特徴とするものである。

【００１５】ここで、本発明の第１のディジタル信号処
理装置においては、前記記録若しくは伝送の際には前記
差分情報と前記ブロックのフローティング情報とを適応
的に選択して記録若しくは伝送し、前記差分情報の情報
量が大きいときには前記ブロックのフローティング情報
を記録若しくは伝送し、前記差分情報の情報量が小さい
ときには前記差分情報を記録若しくは伝送する。

【００１６】また、本発明の第１のディジタル信号処理
装置は、前記差分情報の情報量と前記ブロックのフロー
ティング情報の情報量とを比較して、小さい方の情報を
記録若しくは伝送する。

【００１７】次に、本発明の第２のディジタル信号処理
装置は、ディジタル信号を複数の帯域信号に分割する帯
域分割手段と、帯域分割された各帯域信号毎に信号分析
処理を施して信号成分を得る信号分析手段と、信号分析
手段により得た信号成分を時間と周波数に関する複数の
二次元ブロックに分割する二次元ブロック化手段と、上
記時間と周波数に関する二次元ブロック毎にフローティ
ング情報を設定して当該時間と周波数に関する二次元ブ
ロック毎に前記フローティング情報に基づいてフローテ
ィング処理を行うフローティング手段と、上記フローテ
ィング処理されたデータを量子化及び符号化する量子化
符号化手段と、上記量子化及び符号化したデータを記録
若しくは伝送する記録／伝送手段とを具備、及び／又
は、ディジタル信号を複数の帯域信号に分割し、帯域分
割された各帯域信号毎に信号分析処理を施して信号成分
を得、上記信号成分を時間と周波数に関する複数の二次
元ブロックに分割し、上記時間と周波数に関する二次元
ブロック毎にフローティング情報を設定して当該時間と
周波数に関する二次元ブロック毎に前記フローティング
情報に基づいてフローティング処理し、上記フローティ
ング処理されたデータを量子化及び符号化し、当該量子
化及び符号化した後に記録若しくは伝送されたデータを
再生若しくは受信する再生／受信手段と、上記再生若し
くは受信された符号化データを復号化及び逆量子化する
復号化逆量子化手段と、上記時間と周波数に関する二次
元ブロック毎に上記フローティング情報に基づいて逆フ
ローティング処理を行う逆フローティング手段と、上記
逆フローティング処理された前記時間と周波数に関する
二次元ブロック内の信号成分を得る信号成分逆分析手段
と、上記時間と周波数に関する二次元ブロック内の信号
成分から複数の帯域信号を得て各帯域信号を合成して元
信号を復元する信号合成手段とを具備するディジタル信
号処理装置において、上記記録若しくは伝送の際には、
上記二次元ブロックのフローティング情報と上記二次元
ブロックに対して時間的に前の二次元ブロックのフロー
ティング情報との差分情報を記録若しくは伝送すること
を特徴とするものである。

【００１８】ここで、本発明の第２のディジタル信号処
理装置においては、前記記録若しくは伝送の際には前記
差分情報と前記二次元ブロックのフローティング情報と
を適応的に選択して記録若しくは伝送を行い、前記差分
情報の情報量が大きいときには前記二次元ブロックのフ
ローティング情報を記録若しくは伝送し、前記差分情報
の情報量が小さいときには前記差分情報を記録若しくは
伝送する。

【００１９】また、本発明の第２のディジタル信号処理
装置は、前記差分情報の情報量と前記二次元ブロックの
フローティング情報の情報量とを比較して、小さいほう
の情報を記録若しくは伝送する。

【００２０】さらに、本発明の第１，第２のディジタル
信号処理装置において、前記差分情報とは、ブロックの
フローティング情報とブロックに対して時間的に直前で
且つ周波数的に同位置であるブロックのフローティング
情報との差である。また、前記ブロックフローティング
情報は、ブロック内の信号成分のピーク値に基づいて決
定する。

【００２１】また、本発明の第２のディジタル信号処理
装置においては、ディジタル信号を複数の周波数成分に
分解して時間と周波数に関する複数の二次元ブロックを
得るためには直交変換を用い、時間と周波数に関する二
次元ブロック内の信号から時間軸上のディジタル信号へ
の変換には逆直交変換を用いる。ここで、本発明の第２
のディジタル信号処理装置は、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
二次元ブロック内の信号成分を得るためには先ず複数の
帯域に分割してこの分割された各々の帯域毎に複数のサ
ンプルからなるブロックを形成して各帯域のブロック毎
に直交変換を行い係数データを得ること、周波数軸上の
複数帯域から時間軸信号への変換には各帯域のブロック
毎に逆直交変換を行い各逆直交変換出力を合成して時間
軸上の合成信号を得る。上記直交変換と逆直交変換のブ
ロックサイズは可変である。また、直交変換前の時間軸
信号から周波数軸上の複数の帯域への分割における分割
周波数幅と逆直交変換後の周波数軸上の複数の帯域から
時間軸信号への合成における複数の帯域からの合成周波
数幅は、最低域の連続した二帯域で同一、及び／又は、
略高域程広くする。さらに、直交変換としては変更離散
コサイン変換を用い、逆直交変換としては逆変更離散コ
サイン変換を用いる。

【００２２】次に、本発明の第１のディジタル信号処理
方法は、ディジタル信号を複数サンプルでブロック化
し、上記ブロック毎にフローティング情報を設定し、上
記ブロック毎にフローティング情報に基づいてフローテ
ィング処理を行い、量子化及び符号化して記録若しくは
伝送する処理、及び／又は、ディジタル信号を複数サン
プルでブロック化し、上記ブロック毎にフローティング
情報を設定し、上記ブロック毎にフローティング情報に
基づいてフローティング処理を行い、量子化及び符号化
して記録若しくは伝送した符号化データを、再生若しく
は受信し、当該再生若しくは受信した符号化データを復
号化及び逆量子化して、上記フローティング情報に基づ
いて逆フローティング処理を行い、元ディジタル信号を
復元する処理を行うディジタル信号処理方法において、
上記記録若しくは伝送の際には、上記ブロックのフロー
ティング情報と上記ブロックに対して時間的に前のブロ
ックのフローティング情報との差分情報を記録若しくは
伝送することを特徴とするものである。

【００２３】ここで、本発明の第１のディジタル信号処
理方法においては、前記記録若しくは伝送の際には前記
差分情報と前記ブロックのフローティング情報とを適応
的に選択して記録若しくは伝送し、前記差分情報の情報
量が大きいときには前記ブロックのフローティング情報
を記録若しくは伝送し、前記差分情報の情報量が小さい
ときには前記差分情報を記録若しくは伝送する。

【００２４】また、本発明の第１のディジタル信号処理
方法においては、前記差分情報の情報量と前記ブロック
のフローティング情報の情報量とを比較して、小さいほ
うの情報を記録若しくは伝送する。

【００２５】次に、本発明の第２のディジタル信号処理
方法は、ディジタル信号を複数の帯域信号に分割し、帯
域分割された各帯域信号毎に信号分析を施して信号成分
を得、上記信号成分を時間と周波数に関する複数の二次
元ブロックで分割し、上記時間と周波数に関する二次元
ブロック毎にフローティング情報を設定し、上記時間と
周波数に関する二次元ブロック毎に前記フローティング
情報に基づいてフローティング処理を行い、量子化及び
符号化して記録若しくは伝送する処理、及び／又は、デ
ィジタル信号を複数の帯域信号に分割し、帯域分割され
た各帯域信号毎に信号分析を施して信号成分を得、上記
信号成分を時間と周波数に関する複数の二次元ブロック
で分割し、上記時間と周波数に関する二次元ブロック毎
にフローティング情報を設定し、上記時間と周波数に関
する二次元ブロック毎に前記フローティング情報に基づ
いてフローティング処理を行い、量子化及び符号化して
記録若しくは伝送した符号化データを再生若しくは受信
し、当該再生若しくは受信した符号化データを復号化及
び逆量子化して、上記時間と周波数に関する二次元ブロ
ック毎に上記フローティング情報に基づいて逆フローテ
ィング処理を行い、上記時間と周波数に関する二次元ブ
ロック内の信号成分を得、上記時間と周波数に関する二
次元ブロック内の信号成分から複数の帯域信号を得、そ
れらを合成して元信号を復元する処理を行うディジタル
信号処理方法において、上記記録若しくは伝送の際に
は、上記二次元ブロックのフローティング情報と上記二
次元ブロックに対して時間的に前の二次元ブロックのフ
ローティング情報との差分情報を記録若しくは伝送する
ことを特徴とするものである。

【００２６】ここで、本発明の第２のディジタル信号処
理方法においては、前記記録若しくは伝送の際には前記
差分情報と前記二次元ブロックのフローティング情報と
を適応的に選択して記録若しくは伝送し、前記差分情報
の情報量が大きいときには前記二次元ブロックのフロー
ティング情報を記録若しくは伝送し、前記差分情報の情
報量が小さいときには前記差分情報を記録若しくは伝送
する。

【００２７】また、本発明の第２のディジタル信号処理
方法においては、前記差分情報の情報量と前記二次元ブ
ロックのフローティング情報の情報量とを比較して、小
さいほうの情報を記録若しくは伝送する。

【００２８】さらに、本発明の第１，第２のディジタル
信号処理方法において、前記差分情報とは、ブロックの
フローティング情報とブロックに対して時間的に直前で
且つ周波数的に同位置であるブロックのフローティング
情報との差である。また、前記ブロックフローティング
情報は、ブロック内の信号成分のピーク値に基づいて決
定する。

【００２９】さらに、本発明の第２のディジタル信号処
理方法において、ディジタル信号を複数の周波数成分に
分解して時間と周波数に関する複数の二次元ブロックを
得るためには直交変換を用いること、時間と周波数に関
する二次元ブロック内の信号から時間軸上のディジタル
信号への変換には逆直交変換を用いる。

【００３０】また、本発明の第２のディジタル信号処理
方法においては、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二次元ブロッ
ク内の信号成分を得るためには先ず複数の帯域に分割し
てこの分割された各々の帯域毎に複数のサンプルからな
るブロックを形成して各帯域のブロック毎に直交変換を
行い係数データを得、周波数軸上の複数帯域から時間軸
信号への変換には各帯域のブロック毎に逆直交変換を行
って各逆直交変換出力を合成して時間軸上の合成信号を
得る。ここで、直交変換と逆直交変換のブロックサイズ
は可変である。また、直交変換前の時間軸信号から周波
数軸上の複数の帯域への分割における分割周波数幅と逆
直交変換後の周波数軸上の複数の帯域から時間軸信号へ
の合成における複数の帯域からの合成周波数幅は、最低
域の連続した二帯域で同一、及び／又は、略高域程広く
する。さらに、直交変換としては変更離散コサイン変換
を用い、逆直交変換としては逆変更離散コサイン変換を
用いる。

【００３１】次に、本発明の第１の記録媒体は、本発明
の第１のディジタル信号処理装置によって符号化された
データを記録してなることを特徴とするものである。

【００３２】また、本発明の第２の記録媒体は、本発明
の第１のディジタル信号処理方法によって符号化された
データを記録してなることを特徴とするものである。

【００３３】ここで、本発明の第１，第２の記録媒体と
しては、光磁気ディスクや、半導体記録媒体や、ＩＣメ
モリカードや、光ディスクなどを例に挙げることができ
る。

【００３４】すなわち、本発明のディジタル信号処理装
置、ディジタル信号処理方法、及び記録媒体によれば、
いわゆるスケールファクタの設定過程において、各ブロ
ックフローティングユニット毎に前フレームのスケール
ファクタの値を記憶しておき、各ブロックフローティン
グユニット毎に前フレームのスケールファクタとの差分
を算出し、スケールファクタの差分のみを記録／伝送す
ることで、スケールファクタの情報量削減を達成する。
また、スケールファクタの差分が大きい場合すなわち前
フレームとの相関が低い場合には、スケールファクタそ
のものの値を記録／伝送し、スケールファクタの差分が
小さい場合すなわち前フレームとの相関が高い場合にの
み、スケールファクタの差分を記録／伝送することでい
かなる信号にも対応できる。

【００３５】

【作用】本発明のディジタル信号処理装置及びディジタ
ル信号処理方法によれば、記録若しくは伝送の際には、
ブロックのフローティング情報とブロックに対して時間
的に前のブロックのフローティング情報との差分情報を
記録若しくは伝送することで、フローティング情報のた
めの記録若しくは伝送する情報量を少なくしている。こ
のとき、本発明のディジタル信号処理装置及びディジタ
ル信号処理方法によれば、記録若しくは伝送の際には差
分情報とフローティング情報とを適応的に選択して記録
若しくは伝送し、差分情報の情報量が大きいときにはブ
ロックのフローティング情報を、差分情報の情報量が小
さいときには差分情報を記録若しくは伝送すること、ま
た、差分情報の情報量とフローティング情報の情報量と
を比較して小さいほうの情報を記録若しくは伝送するこ
とで、いかなる信号でもフローティング情報のための記
録若しくは伝送する情報量が増えることを防止してい
る。

【００３６】また、本発明のディジタル信号処理装置及
びディジタル信号処理方法によれば、記録若しくは伝送
の際には、二次元ブロックのフローティング情報と二次
元ブロックに対して時間的に前の二次元ブロックのフロ
ーティング情報との差分情報を記録若しくは伝送するこ
とで、フローティング情報のための記録若しくは伝送す
る情報量を少なくしている。このとき、本発明のディジ
タル信号処理装置及びディジタル信号処理方法によれ
ば、記録若しくは伝送の際には差分情報と二次元ブロッ
クのフローティング情報とを適応的に選択して記録若し
くは伝送し、差分情報の情報量が大きいときには二次元
ブロックのフローティング情報を記録若しくは伝送し、
差分情報の情報量が小さいときには差分情報を記録若し
くは伝送すること、また、差分情報の情報量と二次元ブ
ロックのフローティング情報の情報量とを比較して小さ
いほうの情報を記録若しくは伝送することで、いかなる
信号でもフローティング情報のための記録若しくは伝送
する情報量が増えることを防止している。

【００３７】さらに、本発明のディジタル信号処理装置
及びディジタル信号処理方法によれば、差分情報はブロ
ックのフローティング情報とブロックに対して時間的に
直前で且つ周波数的に同位置であるブロックのフローテ
ィング情報との差を用いるようにして、ブロック間の相
関を利用している。また、ブロックフローティング情報
は、ブロック内の信号成分のピーク値に基づいて決定す
るようにしている。

【００３８】また、本発明のディジタル信号処理装置及
びディジタル信号処理方法によれば、直交変換によって
ディジタル信号を複数の周波数成分に分解して時間と周
波数に関する複数の二次元ブロックを得るようにしてお
り、このときには、先ず複数の帯域に分割してこの分割
された各々の帯域毎に複数のサンプルからなるブロック
を形成して各帯域のブロック毎に直交変換を行い係数デ
ータを得るようにする。一方、本発明のディジタル信号
処理装置及びディジタル信号処理方法によれば、逆直交
変換によって時間と周波数に関する二次元ブロック内の
信号から時間軸上のディジタル信号への変換を行うよう
にしており、このときには、周波数軸上の複数帯域から
時間軸信号への変換には各帯域のブロック毎に逆直交変
換を行って各逆直交変換出力を合成して時間軸上の合成
信号を得るようにしている。ここで、直交変換と逆直交
変換のブロックサイズを可変とすることで、信号の特性
に応じた直交変換と逆直交変換を行うようにする。ま
た、直交変換前の時間軸信号から周波数軸上の複数の帯
域への分割における分割周波数幅と逆直交変換後の周波
数軸上の複数の帯域から時間軸信号への合成における複
数の帯域からの合成周波数幅は、最低域の連続した二帯
域で同一、及び／又は、略高域程広くすることで、人間
の聴覚特性を利用している。さらに、直交変換としては
変更離散コサイン変換を用い、逆直交変換としては逆変
更離散コサイン変換を用いるようにしている。

【００３９】次に、本発明の記録媒体によれば、本発明
のディジタル信号処理装置やディジタル信号処理方法に
よって符号化されたデータを記録してなることで、光磁
気ディスクや、半導体記録媒体や、ＩＣメモリカード
や、光ディスクなどの記録容量の有効利用を図るように
している。

【００４０】すなわち、本発明のディジタル信号処理装
置、ディジタル信号処理方法、及び記録媒体によれば、
ブロックフローティング情報のための情報量を削減する
ことで、ディジタル信号の符号化に用いることのできる
ビット数を増加させ、結果的に量子化雑音量の低減を達
成している。

【００４１】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明の実施例につい
て詳述する。先ず、図１には、本発明のディジタル信号
処理方法を実現する本発明のディジタル信号処理装置が
適用される一実施例としての圧縮データ記録再生装置の
概略構成を示す。本発明のディジタル信号処理装置は、
図１の圧縮データ記録再生装置のうちの後述するＡＴＣ
エンコーダ６３及びＡＴＣデコーダ７３に適用されるも
のであり、上記ＡＴＣエンコーダ６３についての具体的
構成は図２に示し、上記ＡＴＣデコーダ７３についての
具体的構成は図１４に示す。

【００４２】以下、図１の具体的な構成について詳細に
説明する。図１に示す圧縮データ記録再生装置におい
て、先ず記録媒体としては光磁気ディスク１を用い、こ
の光磁気ディスク１はスピンドルモータ５１により回転
駆動される。この光磁気ディスク１に対するデータの記
録時には、例えば光学ヘッド５３によりレーザ光を照射
した状態で、磁気ヘッド５４により記録データに応じた
変調磁界を印加することによる、いわゆる磁界変調記録
を行う。これにより、記録データは、光磁気ディスク１
の記録トラックに沿って記録される。また、データの記
録された光磁気ディスク１の再生時には、当該光磁気デ
ィスク１の記録トラックを光学ヘッド５３からのレーザ
光でトレースし、当該光磁気ディスク１からのレーザ光
の反射光の偏光角に基づく磁気光学的な再生を行う。

【００４３】上記光学ヘッド５３は、例えば、レーザダ
イオード等のレーザ光源、コリメータレンズ、対物レン
ズ、偏光ビームスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の
光学部品、及び所定パターンの受光部を有するフォトデ
ィテクタ等から構成されている。この光学ヘッド５３
は、光磁気ディスク１を介して前記磁気ヘッド５４と対
向する位置に設けられている。光磁気ディスク１にデー
タを記録するときには、後述する記録系のヘッド駆動回
路６６が記録データに応じて上記磁気ヘッド５４を駆動
することによって当該磁気ヘッド５４から上記光磁気デ
ィスク１に対して記録データに応じた変調磁界を印加す
ると共に、光学ヘッド５３により光磁気ディスク１の目
的トラックにレーザ光を照射することによって磁界変調
方式の熱磁気記録を行う。また、この光学ヘッド５３
は、目的トラックに照射したレーザ光の反射光を検出
し、例えばいわゆる非点収差法によりフォーカスエラー
を検出し、例えばいわゆるプッシュプル法によりトラッ
キングエラーを検出する。光磁気ディスク１からデータ
を再生するときには、光学ヘッド５３は前記フォーカス
エラーやトラッキングエラーを検出すると同時に、レー
ザ光の目的トラックからの反射光の偏光角（カー回転
角）の違いを検出して再生信号を生成する。

【００４４】上記光学ヘッド５３からの出力は、ＲＦ回
路５５に供給される。このＲＦ回路５５は、光学ヘッド
５３の出力から前記フォーカスエラー信号やトラッキン
グエラー信号を抽出してサーボ制御回路５６に供給する
と共に、再生信号を２値化して後述する再生系のデコー
ダ７１に供給する。

【００４５】サーボ制御回路５６は、例えばフォーカス
サーボ制御回路やトラッキングサーボ制御回路、スピン
ドルモータサーボ制御回路、スレッドサーボ制御回路等
から構成される。前記フォーカスサーボ制御回路は、前
記フォーカスエラー信号がゼロになるように、光学ヘッ
ド５３の光学系のフォーカス制御を行う。また、前記ト
ラッキングサーボ制御回路は、前記トラッキングエラー
信号がゼロになるように光学ヘッド５３の光学系のトラ
ッキング制御を行う。さらに、前記スピンドルモータサ
ーボ制御回路は、光磁気ディスク１を所定の回転速度
（例えば一定線速度）で回転駆動するようにスピンドル
モータ５１を制御する。また、前記スレッドサーボ制御
回路は、システムコントローラ５７により指定される光
磁気ディスク１の目的トラック位置に光学ヘッド５３及
び磁気ヘッド５４を移動させる。このような各種制御動
作を行うサーボ制御回路５６は、前記サーボ制御回路５
６によって制御される各部の動作状態を示す情報を、シ
ステムコントローラ５７に送る。

【００４６】システムコントローラ５７には、キー入力
操作部５８や表示部５９が接続されている。このシステ
ムコントローラ５７は、キー入力操作部５８による操作
入力情報によって記録系及び再生系の制御を行う。この
システムコントローラ５７からの制御信号は、各部に送
られる。また、システムコントローラ５７は、光磁気デ
ィスク１の記録トラックからヘッダータイムやサブコー
ドのＱデータ等により再生されるセクタ単位のアドレス
情報に基づいて、光学ヘッド５３及び磁気ヘッド５４が
トレースしている前記記録トラック上の記録位置や再生
位置を管理する。さらに、システムコントローラ５７
は、本実施例の圧縮データ記録再生装置のデータ圧縮率
と前記記録トラック上の再生位置情報とに基づいて、表
示部５９に再生時間を表示させる制御を行う。

【００４７】この再生時間表示は、光磁気ディスク１の
記録トラックからいわゆるヘッダータイムやいわゆるサ
ブコードＱデータ等により再生されるセクタ単位のアド
レス情報（絶対時間情報）に対し、データ圧縮率の逆数
（例えば１／４圧縮のときには４）を乗算することによ
り、実際の時間情報を求め、これを表示部５９に表示さ
せるものである。なお、記録時においても、例えば光磁
気ディスク等の記録トラックに予め絶対時間情報が記録
されている（プリフォーマットされている）場合に、こ
のプリフォーマットされた絶対時間情報を読み取ってデ
ータ圧縮率の逆数を乗算することにより、現在位置を実
際の記録時間で表示させることも可能である。

【００４８】次に、この圧縮データ記録再生装置の記録
系において、入力端子６０からのアナログオーディオ入
力信号Ａinはローパスフィルタ６１を介してＡ／Ｄ変換
器６２に供給され、このＡ／Ｄ変換器６２は前記アナロ
グオーディオ入力信号Ａinを量子化する。Ａ／Ｄ変換器
６２から得られたディジタルオーディオ信号は、適応変
換符号化（ＡＴＣ：Adaptive Transform Coding ）を行
うＡＴＣエンコーダ６３に供給される。また、入力端子
６７からのディジタルオーディオ入力信号Ｄinは、ディ
ジタル入力インターフエース回路６８を介してＡＴＣエ
ンコーダ６３に供給される。

【００４９】上記ＡＴＣエンコーダ６３は、前記アナロ
グオーディオ入力信号Ａinを前記Ａ／Ｄ変換器６２によ
って量子化した所定転送速度のディジタルオーディオＰ
ＣＭデータに対して、所定のデータ圧縮率に応じたビッ
ト圧縮（データ圧縮）処理を施すものであり、当該ＡＴ
Ｃエンコーダ６３から出力される圧縮データ（ＡＴＣデ
ータ）は、メモリ６４に供給される。例えば、データ圧
縮率が１／８の場合について説明すると、ここでのデー
タ転送速度は、前記標準のＣＤ−ＤＡのフォーマットの
データ転送速度（７５セクタ／秒）の１／８（９．３７
５セクタ／秒）に低減されている。

【００５０】次に、上記メモリ６４は、データの書き込
み及び読み出しが前記システムコントローラ５７により
制御され、ＡＴＣエンコーダ６３から供給されるＡＴＣ
データを一時的に記憶しておき、必要に応じてディスク
上に記録するためのバッファメモリとして用いられてい
る。すなわち、例えばデータ圧縮率が１／８の場合にお
いて、ＡＴＣエンコーダ６３から供給される圧縮オーデ
ィオデータは、そのデータ転送速度が、標準的なＣＤ−
ＤＡフォーマットのデータ転送速度（７５セクタ／秒）
の１／８、すなわち９．３７５セクタ／秒に低減されて
おり、この圧縮データがメモリ６４に連続的に書き込ま
れる。この圧縮データ（ＡＴＣデータ）は、前述したよ
うに８セクタにつき１セクタの記録を行えば足りるが、
このような８セクタおきの記録は事実上不可能に近いた
め、後述するようなセクタ連続の記録を行うようにして
いる。この記録は、休止期間を介して、所定の複数セク
タ（例えば３２セクタ＋数セクタ）から成るクラスタを
記録単位として、標準的なＣＤ−ＤＡフォーマットと同
じデータ転送速度（７５セクタ／秒）でバースト的に行
われる。すなわちメモリ６４においては、前記ビット圧
縮レートに応じた９．３７５（＝７５／８）セクタ／秒
の低い転送速度で連続的に書き込まれたデータ圧縮率１
／８のＡＴＣオーディオデータが、記録データとして前
記７５セクタ／秒の転送速度でバースト的に読み出され
る。この読み出されて記録されるデータについて、記録
休止期間を含む全体的なデータ転送速度は、前記９．３
７５セクタ／秒の低い速度となっているが、バースト的
に行われる記録動作の時間内での瞬時的なデータ転送速
度は前記標準的な７５セクタ／秒となっている。従っ
て、ディスク回転速度が標準的なＣＤ−ＤＡフォーマッ
トと同じ速度（一定線速度）のとき、前記ＣＤ−ＤＡフ
ォーマットと同じ記録密度、記憶パターンの記録が行わ
れることになる。

【００５１】上記メモリ６４から前記７５セクタ／秒の
（瞬時的な）転送速度でバースト的に読み出されたＡＴ
Ｃオーディオデータすなわち記録データは、エンコーダ
６５に供給される。ここで、メモリ６４からエンコーダ
６５に供給されるデータ列において、１回の記録で連続
記録される単位は、複数セクタ（例えば３２セクタ）か
ら成るクラスタ及び前記クラスタの前後位置に配された
クラスタ接続用の数セクタとしている。このクラスタ接
続用セクタは、エンコーダ６５でのインターリーブ長よ
り長く設定しており、インターリーブされても他のクラ
スタのデータに影響を与えないようにしている。

【００５２】エンコーダ６５は、メモリ６４から上述し
たようにバースト的に供給される記録データについて、
エラー訂正のための符号化処理としてのパリテイ付加及
びインターリーブ処理やＥＦＭ（Eight to Fourteen Mo
dulation) 符号化処理などを施す。このエンコーダ６５
による符号化処理の施された記録データが磁気ヘッド駆
動回路６６に供給される。この磁気ヘッド駆動回路６６
には上記磁気ヘッド５４が接続されており、前記記録デ
ータに応じた変調磁界を光磁気ディスク１に印加するよ
うに当該磁気ヘッド５４を駆動する。

【００５３】また、システムコントローラ５７は、メモ
リ６４に対する上述の如きメモリ制御を行うと共に、こ
のメモリ制御によって上記メモリ６４からバースト的に
読み出される前記記録データを、上記光磁気ディスク１
の記録トラックに連続的に記録するように記録位置の制
御を行う。この記録位置の制御は、システムコントロー
ラ５７によりメモリ６４からバースト的に読み出される
前記記録データの記録位置を管理して、光磁気ディスク
１の記録トラック上の記録位置を指定する制御信号をサ
ーボ制御回路５６に供給することによって行われる。

【００５４】次に、本実施例の圧縮データ記録再生装置
の再生系について説明する。この再生系は、上述の記録
系により光磁気ディスク１の記録トラック上に連続的に
記録された記録データを再生するためのものであり、光
学ヘッド５３によって光磁気ディスク１の記録トラック
をレーザ光でトレースすることにより得られる再生出力
がＲＦ回路５５により２値化されて供給されるデコーダ
７１を備えている。この時、本実施例の圧縮データ記録
再生装置では、上記光磁気ディスクのみではなく、前記
コンパクト・ディスクと同じ再生専用光ディスクの読み
出しも行うことができる。

【００５５】この再生系のデコーダ７１は、上述の記録
系におけるエンコーダ６５に対応するものであって、前
記ＲＦ回路５５により２値化された再生出力について、
エラー訂正のための上述の如き復号化処理やＥＦＭ復号
化処理などの処理を行い、上述のデータ圧縮率１／８の
ＡＴＣオーディオデータを、正規の転送速度よりも早い
７５セクタ／秒の転送速度で再生する。このデコーダ７
１により得られる再生データは、メモリ７２に供給され
る。

【００５６】メモリ７２は、データの書き込み及び読み
出しがシステムコントローラ５７により制御され、デコ
ーダ７１から７５セクタ／秒の転送速度で供給される再
生データがその７５セクタ／秒の転送速度でバースト的
に書き込まれる。また、このメモリ７２は、前記７５セ
クタ／秒の転送速度でバースト的に書き込まれた前記再
生データがデータ圧縮率１／８に対応する９．３７５セ
クタ／秒の転送速度で連続的に読み出される。

【００５７】システムコントローラ５７は、再生データ
をメモリ７２に７５セクタ／秒の転送速度で書き込むと
共に、メモリ７２から前記再生データを前記９．３７５
セクタ／秒の転送速度で連続的に読み出すようなメモリ
制御を行う。また、システムコントローラ５７は、メモ
リ７２に対する上述の如きメモリ制御を行うと共に、こ
のメモリ制御によりメモリ７２にバースト的に書き込ま
れる前記再生データを、光磁気ディスク１の記録トラッ
クから連続的に再生するように再生位置の制御を行う。
この再生位置の制御は、システムコントローラ５７によ
りメモリ７２からバースト的に読み出される前記再生デ
ータの再生位置を管理して、光磁気ディスク１若しくは
光ディスク１の記録トラック上の再生位置を指定する制
御信号をサーボ制御回路５６に供給することによって行
われる。

【００５８】メモリ７２から９．３７５セクタ／秒の転
送速度で連続的に読み出された再生データとして得られ
るＡＴＣオーディオデータは、ＡＴＣデコーダ７３に供
給される。このＡＴＣデコーダ７３は、前記記録系のＡ
ＴＣエンコーダ６３に対応するもので、例えばＡＴＣデ
ータを８倍にデータ伸張（ビット伸張）することで１６
ビットのディジタルオーディオデータを再生する。この
ＡＴＣデコーダ７３からのディジタルオーディオデータ
は、Ｄ／Ａ変換器７４に供給される。

【００５９】当該Ｄ／Ａ変換器７４は、ＡＴＣデコーダ
７３から供給されるディジタルオーディオデータをアナ
ログ信号に変換して、アナログオーディオ出力信号Ａou
t を形成する。このＤ／Ａ変換器７４により得られるア
ナログオーディオ信号Ａoutは、ローパスフィルタ７５
を介して出力端子７６から出力される。

【００６０】次に、上記ＡＴＣエンコーダ６３での所定
のデータ圧縮処理を実現する高能率圧縮符号化について
詳述する。すなわち、このＡＴＣエンコーダ６３では、
オーディオＰＣＭ信号等の入力ディジタル信号を、帯域
分割符号化（サブ・バンド・コーディング：ＳＢＣ）、
適応変換符号化（ＡＴＣ）、及び適応ビット割当ての各
技術を用いて高能率符号化する。この高能率符号化の技
術について、図２以降を参照しながら説明する。

【００６１】図２に示す具体的なデコーダでは、先ず、
入力ディジタル信号を複数の周波数帯域に分割する。こ
の時の周波数帯域幅は、最低域の隣接した二帯域の帯域
幅は同じとし、高域側の周波数帯域では高域にいくにし
たがって帯域幅をより広く選定するようにしている。

【００６２】さらに、この図２のデコーダでは、上述の
ようにして分割した各周波数帯域の信号をそれぞれ所定
時間毎にブロック化し、このブロック毎に直交変換を行
い、得られた周波数軸のスペクトルデータに対して適応
的な符号化を施す。ここで、上記分割した周波数帯域の
うちの低域側の信号を直交変換して得た周波数軸のスペ
クトルデータに対しては、後述する人間の聴覚特性を考
慮したいわゆる臨界帯域幅（クリティカルバンド：Crit
ical Band ）毎の適応的なビット割り当てによって符号
化を施す。また、上記分割した周波数帯域のうちの中高
域側の信号を直交変換して得た周波数軸のスペクトルデ
ータに対しては、後述するブロックフローティング効率
を考慮して臨界帯域幅をさらに細分化した帯域毎に適応
的なビット割り当てによる符号化を施す。通常、上記臨
海帯域をさらに細分化した帯域が、量子化雑音が発生す
るユニット（すなわちブロックフローティングユニッ
ト）となる。さらに、本発明実施例においては、上記直
交変換を行う前に、入力信号の特性に応じて、適応的に
直交変換のブロックサイズ（ブロック長）すなわち上記
ブロック化を行う際の上記所定時間を変化させている。

【００６３】この図２において、入力端子１００には、
オーディオ信号が例えば４４．１ｋＨｚのサンプリング
周波数でサンプリングされたオーディオＰＣＭ信号のう
ちの０〜２２ｋＨｚのオーディオＰＣＭ信号が供給され
ている。

【００６４】この入力信号は、例えばいわゆるＱＭＦ等
のフィルタからなる帯域分割フィルタ１０１によって、
０〜１１ｋＨｚ帯域と１１ｋ〜２２ｋＨｚ帯域（高域）
の信号に分割される。このうちの０〜１１ｋＨｚ帯域の
信号は、同じくいわゆるＱＭＦ等のフィルタからなる帯
域分割フィルタ１０２によって０〜５．５ｋＨｚ帯域
（低域）と５．５ｋ〜１１ｋＨｚ帯域（中域）の信号に
分割される。

【００６５】なお、上述した入力ディジタル信号を複数
の周波数帯域に分割する手法としては、例えば上記ＱＭ
Ｆ等のフィルタによる分割手法がある。この分割手法
は、アール．イー．クロキエール，“ディジタルコー
ディングオブスピーチインサブバンズ”，ベル
システムテクノロジージャーナル，ボリューム５
５，ナンバー８１９７６（ R.E.Crochiere, ^Digita
l coding of speech insubbands" Bell Syst.Tech. J.,
Vol.55 ,No.8 1976)に述べられている。また、アイ・
シー・エー・エス・エス・ピー８３，ボストン，“ポ
リフェーズクワドラチャーフィルターズ−エーニ
ューサブバンドコーディングテクニック”，ジョ
セフエッチ．ロストワイラー（ICASSP 83, BOSTON, ^
PolyphaseQuadrature filters-A new subband coding t
echnique", Joseph H. Rothweiler）には、等帯域幅の
フィルタ分割手法が述べられている。

【００６６】上記帯域分割フィルタ１０１、１０２から
の各帯域の信号は、直交変換ブロックサイズ決定回路１
０６に送られ、当該直交変換ブロックサイズ決定回路１
０６によって各帯域毎に前記直交変換の際のブロックサ
イズが決定される。

【００６７】当該直交変換ブロックサイズ決定回路１０
６においては、ブロックサイズの長さは例えば１１．６
ｍｓの長さを基本とし、これが最大ブロックサイズとな
る。この最大ブロックサイズを変換フレーム又は単にフ
レームと呼ぶことにする。ここで、例えば信号が時間的
に準定常的である場合には、上記直交変換ブロックサイ
ズを１１．６ｍｓと最大に選択することによって周波数
分解能を高めることができる。また、例えば信号が時間
的に非定常的である場合には、１１ｋＨｚ以下の帯域で
は直交変換ブロックサイズを例えば４分割とし、１１ｋ
Ｈｚ以上の帯域では直交変換ブロックサイズを例えば８
分割とすることにより、時間分解能を高めることができ
る。

【００６８】また、帯域分割フィルタ１０１及び１０２
の出力は、各帯域の信号毎にそれぞれ各直交変換回路１
０３、１０４、１０５に供給される。このとき、前記直
交変換ブロックサイズ決定回路１０６において決定され
た直交変換ブロックサイズ情報も、各直交変換回路１０
３、１０４、１０５に供給される。したがって、これら
各直交変換回路１０３、１０４、１０５においては、前
記帯域分割フィルタ出力データが上記変換フレーム毎に
上記直交変換ブロックサイズ決定回路１０６によって決
定された直交変換ブロックサイズに応じてブロック化さ
れ、このブロック毎のデータに対して直交変換処理を施
す。言い換えれば、これら各直交変換回路１０３、１０
４、１０５では、上記最大ブロックサイズである変換フ
レームの帯域分割フィルタ出力が、上記直交変換ブロッ
クサイズ決定回路１０６によって決定された直交変換ブ
ロックサイズに応じてさらに分割されてブロック化さ
れ、このブロック毎に直交変換処理が施される。

【００６９】ここで、図３は、上記一変換フレームにお
ける直交変換ブロックサイズを示したものであり、上記
直交変換ブロックサイズ決定回路１０６においては、低
域及び中域では１１．６ｍｓ（ロングモード）か２．９
ｍｓ（ショートモード）のどちらかを選択し、高域では
１１．６ｍｓ（ロングモード）か１．４５ｍｓ（ショー
トモード）のどちらかを選択する。また、前記直交変換
ブロックサイズ情報は、後述する適応ビット割当符号化
回路１０８へ供給される。

【００７０】なお、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でブロック化し、前
記ブロック毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散コサ
イン変換（ＤＣＴ）、変更離散コサイン変換（ＭＤＣ
Ｔ）等を行うことで時間軸を周波数軸に変換するような
直交変換がある。上記ＭＤＣＴについては、アイ・シー
・エー・エス・エス・ピー１９８７，“サブバンド／
トランスフォームコーディングユージングフィル
ターバンクデザインズベースドオンタイム
ドメインエーリアシングキャンセレーション，”ジ
ェイ．ピー．プリンセン，エー．ビー．ブラッドリー，
ユニバーシティオブシューレイロイヤルメルボ
ルンインスティテュートオブテクノロジー（ICAS
SP 1987,^Subband/Transform Coding Using Filter Ban
k Designs Based on Time DomainAliasing Cancellatio
n," J.P.Princen A.B.Bradley, Univ. of Surrey Royal
Melbourne Inst. of Tech.）に述べられている。

【００７１】図４には、適応ビット割当符号化回路１０
８の一具体例の概略構成を示す。この図４において、端
子４０１には前記各直交変換回路１０３、１０４、１０
５からの周波数軸上のスペクトルデータが供給されてお
り、端子４０２には前記直交変換ブロックサイズ情報が
供給されている。なお、端子４０１に供給される周波数
軸上のスペクトルデータとは、前記各直交変換回路１０
３、１０４、１０５からのＭＤＣＴ係数データのことで
ある。上記端子４０１からのデータは、ブロックフロー
ティング回路４０３及びビット配分算出回路４０６に送
られると共に、スケールファクタ設定回路４０５にも送
られる。また、上記端子４０２からの直交変換ブロック
サイズ情報は、符号化回路４０７に送られると共に、ビ
ット配分算出回路４０６に送られる。

【００７２】先ず、上記スケールファクタ設定回路４０
５においては、前記臨界帯域及びブロックフローティン
グを考慮して分割されたスペクトルデータに基づいて、
ブロックフローティング回路４０３でのブロックフロー
ティングのためのフローティング情報が設定される。通
常、当該フローティング情報としては、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、当該
分割帯域内にあるスペクトルデータのピーク値に近い値
が用いられる。ここで設定されたフローティング情報
は、臨界帯域及びブロックフローティングを考慮した各
分割帯域毎のスケールファクタとして用いられる。

【００７３】上記ビット配分算出回路４０６では、前記
臨界帯域及びブロックフローティングを考慮して分割さ
れたスペクトルデータに基づき、いわゆるマスキング効
果等を考慮して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が求められ、さら
に、このマスキング量と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エネルギ或いはピーク
値等に基づいて、各帯域毎に割当ビット数が求められ
る。

【００７４】上記ブロックフローティング回路４０３で
は、上記スケールファクタ設定回路４０３で設定された
スケールファクタすなわち上記フローティング情報に基
づいて、上記端子４０１からのスペクトルデータに対し
て、上記臨界帯域及びブロックフローティングを考慮し
た分割帯域毎にフローティング処理を施す。このブロッ
クフローティング回路４０３の出力は、量子化回路４０
４に送られる。

【００７５】上記量子化回路４０４では、上記ブロック
フローティング回路４０３を介した前記スケールファク
タ設定回路４０５で設定されたスケールファクタ、及び
前記ビット配分算出回路４０６で各帯域毎に割り当てら
れたビット数に応じて、上記ブロックフローティング回
路４０３からの各スペクトルデータの再量子化を行う。

【００７６】上記量子化回路４０４の出力である量子化
されたスペクトルデータと、上記スケールファクタ設定
回路４０５の出力であるスケールファクタの情報と、上
記ビット配分算出回路４０６の出力である割当ビット数
情報と、端子４０２から供給される直交変換ブロックサ
イズ情報とは、共に符号化回路４０７に送られて符号化
され、端子４０８を介して取り出される。

【００７７】次に、図５には、前記スケールファクタ設
定回路４０５の一具体例の概略構成を示す。

【００７８】この図５において、端子５０１には前記周
波数軸上のスペクトルデータが与えられており、これが
スケールファクタＩＤ設定回路５０２に送られる。当該
スケールファクタＩＤ設定回路５０２では、前記臨界帯
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
に前記スケールファクタを設定すると共に、当該設定し
た各スケールファクタをＩＤ（整数）化する。本実施例
では、当該スケールファクタのＩＤとして、０〜６３の
整数を用いており、これにより６４個のスケールファク
タの中から最適な値を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設定することが出来る。
なお、ここでは、臨界帯域及びブロックフローティング
を考慮した分割帯域の単位をブロックフローティングユ
ニットと呼ぶことにする。

【００７９】上記スケールファクタＩＤ設定回路５０２
で設定されたスケールファクタＩＤはメモリ５０５に蓄
えられ、したがって、当該メモリ５０５からは直前の変
換フレームのスケールファクタＩＤを得ることが出来
る。ここで、ｎを変換フレーム番号、ｉをブロックフロ
ーティングユニットの番号を示す変数として、スケール
ファクタＩＤ設定回路５０２で設定されたスケールファ
クタＩＤをＩＳＦ(n,i)と表すものとすると、上記メモ
リ５０５からの上記直前の変換フレームのスケールファ
クタＩＤはＩＳＦ(n-1,i) と表すことが出来る。

【００８０】上記スケールファクタＩＤ設定回路５０２
からのＩＳＦ(n,i) で表されるスケールファクタＩＤは
減算器５０３に送られ、当該減算器５０３において、上
記メモリ５０５からの上記ＩＳＦ(n-1,i) で表される上
記直前の変換フレームのスケールファクタＩＤとの差が
求められる。なお、当該減算器５０３は、図５の例では
加算器を使用し、当該加算器において、加算入力端子に
上記スケールファクタＩＤ設定回路５０２からのＩＳＦ
(n,i) で表されるスケールファクタＩＤが、また減算入
力端子に上記メモリ５０５からの上記ＩＳＦ(n-1,i) で
表される上記直前の変換フレームのスケールファクタＩ
Ｄが供給されることで、上記差を求めるようにしてい
る。

【００８１】ここで、この減算器５０３の出力であるス
ケールファクタＩＤの差分をＩＳＦｄ(n,i) とすると、
ＩＳＦｄ(n,i) は次の式（１）で表現できる。 ISFd(n,i) = ISF(n,i) - ISF(n-1,i) ・・・（１）この式（１）において、ＩＳＦｄ(n,i) のｎは変換フレ
ーム番号を、ｉはブロックフローティングユニット番号
を示す変数である。

【００８２】上記ＩＳＦｄ(n,i) で表される上記スケー
ルファクタＩＤの差分は、スケールファクタＩＤ記録モ
ード決定回路５０６に送られる。

【００８３】スケールファクタＩＤ記録モード決定回路
５０６では、上記ＩＳＦｄ(n,i) で表されるスケールフ
ァクタＩＤの差分の値に応じて、スケールファクタＩＤ
の記録ビット数等からなるスケールファクタＩＤ記録モ
ードが決定される。本実施例でのスケールファクタＩＤ
記録モードとしては、上記スケールファクタの情報とし
て、上記ＩＳＦ(n,i) で表されるスケールファクタＩＤ
の値を記録するモードと上記ＩＳＦｄ(n,i) で表される
スケールファクタＩＤの差分の値を記録するモードとの
二種類がある。

【００８４】上記スケールファクタＩＤ記録モード決定
回路５０６で決定されたスケールファクタＩＤ記録モー
ドはスイッチ５０７の切換制御端子に送られる。当該ス
イッチ５０７は、一方の被切換端子に上記ＩＳＦ(n,i)
で表されるスケールファクタＩＤが供給され、他方の被
切換端子に上記ＩＳＦｄ(n,i) で表されるスケールファ
クタＩＤの差分が供給されるものである。したがって、
当該スイッチ５０７では、上記ＩＳＦ(n,i) で表される
スケールファクタＩＤか又は上記ＩＳＦｄ(n,i) で表さ
れるスケールファクタＩＤの差分のいずれかが、上記ス
ケールファクタＩＤ記録モードに応じて選択される。こ
のスイッチ５０７で選択された情報は、端子５０８を介
して取り出される。

【００８５】なお、上記スケールファクタＩＤ記録モー
ド決定回路５０６で決定されたスケールファクタＩＤ記
録モードは、端子５０９を介して取り出される。

【００８６】図６には、前記スケールファクタＩＤ記録
モード決定回路５０６の一具体例の概略動作を示す。こ
の図６において、ブロックフローティングユニットの個
数はＮ個とする。先ず、ステップＳ１１において、Ｎ個
のスケールファクタＩＤの差分ＩＳＦｄ(n,i) の絶対値
が各ブロックフローティングユニット毎に求められる。

【００８７】次に、ステップＳ１２において、求められ
たＮ個の絶対値の中から最大のＩＳＦｄ(n,i) を検出
し、この絶対値の最大のＩＳＦｄ(n,i) の値をＭＩＳＦ
ｄとする。

【００８８】次に、ステップＳ１３以降で上記ＭＩＳＦ
ｄの値についてスケールファクタＩＤ記録モードの判定
が行われる。

【００８９】先ず、ステップＳ１３においては−４≦Ｍ
ＩＳＦｄ≦３の条件式による判定を行い、当該ステップ
Ｓ１３の条件を満たす場合はスケールファクタＩＤの記
録モードとして、ステップＳ１６のモードＭＤ１が選択
される。すなわち、上記ＭＩＳＦｄの値がステップＳ１
３の条件を満たす場合は、ステップＳ１６において、ス
ケールファクタの情報としてスケールファクタＩＤの差
分ＩＳＦｄ(n,i) を選択し、各ブロックフローティング
ユニット毎に３ビットで記録するように、スケールファ
クタＩＤ記録モードが選択される。これに対して、上記
ＭＩＳＦｄの値がステップＳ１３の条件式を満たさない
場合は、次のステップＳ１４に進む。

【００９０】ステップＳ１４では−８≦ＭＩＳＦｄ≦７
の条件式による判定を行う。当該ステップＳ１４の条件
を満たす場合は、スケールファクタＩＤ記録モードとし
て、ステップＳ１７のモードＭＤ２が選択される。すな
わち、上記ＭＩＳＦｄの値がステップＳ１４の条件を満
たす場合は、ステップＳ１７において、スケールファク
タの情報としてスケールファクタＩＤの差分ＩＳＦｄ
(n,i) を選択し、各ブロックフローティングユニット毎
に４ビットで記録するように、スケールファクタＩＤ記
録モードが選択される。これに対して、上記ＭＩＳＦｄ
の値がステップＳ１４の条件式を満たさない場合は、次
のステップＳ１５に進む。

【００９１】ステップＳ１５では−１６≦ＭＩＳＦｄ≦
１５の条件式による判定を行う。当該ステップＳ１５の
条件を満たす場合は、スケールファクタＩＤ記録モード
として、ステップＳ１８のモードＭＤ３が選択される。
すなわち、上記ＭＩＳＦｄの値がステップＳ１５の条件
を満たす場合は、ステップＳ１８において、スケールフ
ァクタの情報としてスケールファクタＩＤの差分ＩＳＦ
ｄ(n,i) を選択し、各ブロックフローティングユニット
毎に５ビットで記録するように、スケールファクタＩＤ
記録モードが選択される。これに対して、上記ＭＩＳＦ
ｄの値がステップＳ１５の条件式を満たさない場合は、
次のステップＳ１９においてモードＭＤ４が選択され
る。このステップＳ１９においては、スケールファクタ
の情報として上記ＩＳＦ(n,i) で表されるスケールファ
クタＩＤを選択し、各ブロックフローティングユニット
毎に６ビットで記録するように、スケールファクタＩＤ
記録モードが選択される。

【００９２】ここで、各スケールファクタＩＤ記録モー
ドについて説明すると、上記モードＭＤ１、モードＭＤ
２、モードＭＤ３の場合はスケールファクタ情報とし
て、スケールファクタＩＤの差分ＩＳＦｄ(n,i) を選択
し、各ブロックフローティング毎のスケールファクタ情
報の記録ビット数はモードＭＤ１が３ビット、モードＭ
Ｄ２が４ビット、モードＭＤ３が５ビットとしている。
一方、モードＭＤ４の場合は：スケールファクタの情報
として、ＩＳＦ(n,i) で表されるスケールファクタＩＤ
を選択し、各ブロックフローティング毎のスケールファ
クタ情報の記録ビット数は６ビットとしている。このよ
うなことから、本実施例においては、スケールファクタ
ＩＤの差分ＩＳＦｄ(n,i) の値の最大絶対値が小さい、
すなわち変換フレーム間での周波数成分（上記スペクト
ルデータ）の相関が高いほど、スケールファクタの情報
を記録するビット数が少なくなり、圧縮効率を向上させ
ることが出来る。

【００９３】また、上述の説明では、全体のＮ個のブロ
ックフローティングユニットについて一律にスケールフ
ァクタＩＤ記録モードを決定する例について述べている
が、例えば、前記帯域分割フィルタの出力毎、すなわち
低域、中域、高域の三帯域毎にスケールファクタＩＤ記
録モードを決定するようにしてもよい。

【００９４】次に、図７には、前記ビット配分算出回路
４０６の一具体例の概略構成を示す。この図６におい
て、入力端子２１には前記各直交変換回路１０３、１０
４、１０５からの周波数軸上のスペクトルデータが供給
されている。

【００９５】この周波数軸上の入力データは、帯域毎の
エネルギ算出回路２２に送られて、前記マスキング量と
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
帯域のエネルギが、例えば前記帯域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。なお、この各帯
域毎のエネルギの代わりに、振幅値のピーク値、平均値
等が用いられることもある。このエネルギ算出回路２２
からの出力として、例えば各帯域の総和値のスペクトル
を図８にＳＢとして示している。ただし、この図８で
は、図示を簡略化するため、前記マスキング量と臨界帯
域及びブロックフローティングを考慮した分割帯域数を
１２帯域（Ｂ1 〜Ｂ12）で表現している。

【００９６】ここで、前記スペクトルＳＢのいわゆるマ
スキングに於ける影響を考慮するために、前記スペクト
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（コンボリューション）処理を施す。このため、前
記帯域毎のエネルギ算出回路２２の出力すなわち前記ス
ペクトルＳＢの各値は、畳込みフィルタ回路２３に送ら
れる。前記畳込みフィルタ回路２３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
子からの出力にフィルタ係数（重み付け関数）を乗算す
る複数の乗算器（例えば各帯域に対応する２５個の乗算
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８の図
中点線で示す部分の総和がとられる。なお、前記マスキ
ングとは、人間の聴覚上の特性により、ある信号によっ
て他の信号がマスクされて聞こえなくなる現象をいうも
のであり、このマスキング効果には、時間軸上のオーデ
ィオ信号による時間軸マスキング効果と、周波数軸上の
信号による同時刻マスキング効果とがある。これらのマ
スキング効果により、マスキングされる部分にノイズが
あったとしても、このノイズは聞こえないことになる。
このため、実際のオーディオ信号では、このマスキング
される範囲内のノイズは許容可能なノイズとされる。

【００９７】なお、前記畳込みフィルタ回路２３の各乗
算器の乗算係数（フィルタ係数）の一具体例を示すと、
任意の帯域に対応する乗算器Ｍの係数を１とするとき、
乗算器Ｍ−１で係数０．１５を、乗算器Ｍ−２で係数
０．００１９を、乗算器Ｍ−３で係数０．０００００８
６を、乗算器Ｍ＋１で係数０．４を、乗算器Ｍ＋２で係
数０．０６を、乗算器Ｍ＋３で係数０．００７を各遅延
素子の出力に乗算することにより、前記スペクトルＳＢ
の畳込み処理が行われる。ただし、Ｍは１〜２５の任意
の整数である。

【００９８】次に、前記畳込みフィルタ回路２３の出力
は引算器２４に送られる。前記引算器２４は、前記畳込
んだ領域での後述する許容可能なノイズレベルに対応す
るレベルαを求めるものである。なお、前記許容可能な
ノイズレベル（以下、許容ノイズレベルと呼ぶ）に対応
するレベルαは、後述するように、逆コンボリューショ
ン処理を行うことによって、臨界帯域の各帯域毎の許容
ノイズレベルとなるようなレベルである。ここで、前記
引算器２４には、前記レベル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前記レベルαの制御を行
っている。なお、当該引算器２４は、図７の例では加算
器を使用し、当該加算器において、加算入力端子に上記
畳込みフィルタ回路２４の出力が、また、引算入力端子
に上記許容関数が供給されることで引き算を行うように
している。

【００９９】上記許容関数は、次に説明するような（ｎ
−ａｉ）関数発生回路２５から供給されているものであ
る。

【０１００】すなわち、許容ノイズレベルに対応するレ
ベルαは、臨界帯域の低域から順に与えられる番号をｉ
とすると、次の式（２）で求めることができる。 α＝Ｓ−（ｎ−ａｉ）・・・（２）この式（２）において、ｎ，ａは定数でａ＞０、Ｓは畳
込み処理されたバークスペクトルの強度であり、式
（２）中の（ｎ−ａｉ）が許容関数となる。本実施例で
はｎ＝３８，ａ＝１としており、この時の音質劣化はな
く良好な符号化が行える。

【０１０１】このようにして、前記レベルαが求めら
れ、このデータは割算器２６に伝送される。前記割算器
２６は、前記畳込みされた領域での前記レベルαを逆コ
ンボリューションするためのものである。したがって、
この逆コンボリューション処理を行うことにより、前記
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、前記逆コンボリューション処
理は、複雑な演算を必要とするが、本実施例では簡略化
した割算器２６を用いて逆コンボリューションを行って
いる。

【０１０２】次に、前記マスキングスペクトルは、合成
回路２７を介して減算器２８に伝送される。ここで、前
記減算器２８には、前記帯域毎のエネルギ算出回路２２
からの出力、すなわち前述したスペクトルＳＢが、遅延
回路２９を介して供給されている。したがって、この減
算器２８で前記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９に示すように、前
記スペクトルＳＢは、前記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。

【０１０３】前記減算器２８からの出力は、許容雑音補
正回路３０を介し、出力端子３１を介して取り出され、
例えば割当てビット数情報が予め記憶されたＲＯＭ等
（図示せず）に送られる。このＲＯＭ等は、前記減算回
路２８から許容雑音補正回路３０を介して得られた出力
に応じ、各帯域毎の割当ビット数情報を出力する。この
割当ビット数情報が前記量子化回路４０４に送られるこ
とで、直交変換回路１０３、１０４、１０５からの周波
数軸上の各スペクトルデータがそれぞれの帯域毎に割り
当てられたビット数で量子化されるわけである。

【０１０４】すなわち要約すれば、量子化回路４０４で
は、前記マスキング量と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のエネルギレベルと許容ノ
イズレベルとの差分のレベルに応じて割当てられたビッ
ト数で前記各帯域毎のスペクトルデータを量子化するこ
とになる。なお、図７の遅延回路２９は、前記合成回路
２７以前の各回路での遅延量を考慮してエネルギ検出回
路２２からのスペクトルＳＢを遅延させるために設けら
れている。

【０１０５】ところで、上述した合成回路２７での合成
の際には、最小可聴カーブ発生回路３２から供給される
図１０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、前記マスキングスペク
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
ならば前記雑音は聞こえないことになる。この最小可聴
カーブは、符号化が同じであっても例えば再生時の再生
ボリュームの違いで異なるものとなるが、現実的なディ
ジタルシステムでは、例えば１６ビットダイナミックレ
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
テムの持つ割当ビット数の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
ノイズレベルを得るようにすると、この場合の許容ノイ
ズレベルは、図１０の図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、前記最
小可聴カーブの４ｋＨｚのレベルを、例えば２０ビット
相当の最低レベルに合わせている。また、この図１０
は、信号スペクトルＳＳも同時に示している。

【０１０６】また、前記許容雑音補正回路３０では、補
正情報出力回路３３から送られてくる例えば等ラウドネ
スカーブの情報に基づいて、前記減算器２８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９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、前記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）は、前記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、前記等ラウドネス曲線
を考慮して前記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。

【０１０７】ここで、補正情報出力回路３３において
は、前記量子化回路４０４での量子化の際の出力情報量
（データ量）の検出出力と、最終符号化データのビット
レート目標値との間の誤差の情報に基づいて、前記許容
ノイズレベルを補正するようにしてもよい。これは、全
てのビット割当ユニットに対して予め一時的な適応ビッ
ト割当を行って得られた総ビット数が、最終的な符号化
出力データのビットレートによって定まる一定のビット
数（目標値）に対して誤差を持つことがあり、その誤差
分を０とするように再度ビット割当をするものである。
すなわち、目標値よりも総割当ビット数が少ないときに
は、差のビット数を各ビット割当ユニットに割り振って
付加するようにし、目標値よりも総割当ビット数が多い
ときには、差のビット数を各ビット割当ユニットに割り
振って削るようにするわけである。なお、上記ビット割
当ユニットは前記ブロックフローティングユニットと等
しい。

【０１０８】このようなことを行うため、上記補正情報
出力回路３３は、前記総割当ビット数の前記目標値から
の誤差を検出し、この誤差データに応じて各割当ビット
数を補正するための補正データを出力する。ここで、前
記誤差データがビット数不足を示す場合は、前記ビット
割当ユニット当たり多くのビット数が使われることで前
記データ量が前記目標値よりも多くなっている場合を考
えることができる。また、前記誤差データが、ビット数
余りを示すデータとなる場合は、前記ビット割当ユニッ
ト当たり少ないビット数で済み、前記データ量が前記目
標値よりも少なくなっている場合を考えることができ
る。したがって、前記補正情報出力回路３３からは、こ
の誤差データに応じて、前記減算器２８からの出力にお
ける許容ノイズレベルを、例えば前記等ラウドネス曲線
の情報データに基づいて補正させるための前記補正値の
データが出力されるようになる。上述のような補正値
が、前記許容雑音補正回路３０に伝送されることで、前
記減算器２８からの許容ノイズレベルが補正されるよう
になる。

【０１０９】以上説明したようなシステムでは、メイン
情報として直交変換出力スペクトルをサブ情報により処
理したデ−タと、サブ情報としてブロックフローティン
グの状態を示すスケールファクタ情報，語長を示すワ−
ドレングス情報とが得られ、これらがエンコーダからデ
コーダに送られる。

【０１１０】本発明実施例では、以上に述べたビット配
分手法とは異なる次のような有効なビット配分手法を用
いることもできる。この上述と異なるビット配分手法に
ついて述べる。

【０１１１】当該ビット配分手法が適用される適応ビッ
ト割当回路の動作を図１１を用いて説明する。この図１
１において、直交変換出力、例えばＭＤＣＴ出力が端子
３００に供給されており、このＭＤＣＴ出力は臨界帯域
及びブロックフローティングを考慮した分割帯域毎に帯
域毎のエネルギを算出するエネルギ算出回路３０１に送
られ、当該エネルギ算出回路３０１において分割帯域毎
のエネルギが算出される。なおこの各帯域のエネルギの
代わりに振幅のピーク値、平均値などが用いられること
もある。

【０１１２】ここで、上記直交変換出力であるＭＤＣＴ
係数を表現して伝送又は記録に使えるビット数を１ｋビ
ット／フレームとすると、本実施例では、その１ｋビッ
トを用いた固定ビット配分パターンを固定ビット配分パ
ターン生成回路３０７において作成する。なお、上記伝
送又は記録に使えるビット数の情報は、使用可能総ビッ
ト発生回路３０５から上記固定ビット配分パターン生成
回路３０７に送られている。

【０１１３】上記固定ビット配分パターン生成回路３０
７における上記固定ビット配分のためのビット割当パタ
ーンは、複数個用意されており、信号の性質により、種
々の選択をすることが出来る。本実施例では、１ｋビッ
トに対応する短い時間のブロックのビット量を、各周波
数に分布させた種々のパターンを持つ。本実施例では、
特に、中低域と高域とのビット配分率を違えたパターン
を複数個用意している。そして、本実施例では、信号の
大きさが小さいほど、高域への割当量が少ないパターン
を選択するようにする。これにより、本実施例では、小
さい信号の時ほど高域の感度が低下するラウドネス効果
を生かせるようになる。また、このときの信号の大きさ
としては、全帯域の信号の大きさを使用することもでき
るが、さらにフィルタなどが用いられている非ブロッキ
ング周波数分割回路の出力、若しくは直交変換出力例え
ばＭＤＣＴ出力を利用することができる。

【０１１４】また、エネルギ依存ビット配分回路３０６
では、上記エネルギ算出回路３０１によって算出された
帯域毎のエネルギから、エネルギ依存のビット配分パタ
ーン３０６が決定される。このエネルギ依存のビットパ
ターンでは、例えば前記帯域のエネルギが大きいほど、
多くのビットが割り当てられるように配分する。

【０１１５】さらに、上記固定ビット配分パターンのビ
ット配分と各帯域毎のスペクトルに依存したビット配分
との分割率は、信号スペクトルの滑らかさを表す指標
（トーナリティ）により決定される。本実施例では、ス
ペクトルの滑らかさ算出回路３０２において、端子３０
０からの信号スペクトルの隣接値間の差の絶対値の和を
これら信号スペクトルの和で割った値を算出し、この値
をトーナリティとして用いている。

【０１１６】上記滑らかさ算出回路３０２によってトー
ナリティが決定されると、このトーナリティの値はビッ
ト分割率決定回路３０４に送られる。当該ビット分割率
決定回路３０４においては、上記トーナリティに応じて
前記分割率が決定される。ここでの分割率とは、上記固
定ビット配分とエネルギ依存のビット配分との重み付け
を変えるための値である。

【０１１７】このビット分割率決定回路３０４からの分
割率である上記固定ビット配分とエネルギ依存のビット
配分との重み付けを変えるためのそれぞれの値は、乗算
器３１１，３１２に送られる。乗算器３１１には上記エ
ネルギ依存ビット配分回路３０６の出力が、また、乗算
器３１２には上記固定ビット配分回路３０７からの出力
が供給され、これら回路３０６，３０７の各出力に対し
て乗算器３１１，３１２によって上記ビット分割率決定
回路３０４からのそれぞれ対応する分割率である重み付
けの値が乗算される。

【０１１８】このように、乗算器３１１，３１２におい
てそれぞれ対応する固定ビット配分の値と臨界帯域及び
ブロックフローティングを考慮した分割帯域毎のエネル
ギに依存したビット配分の値とに対してそれぞれ前記分
割率を乗じた後、それら二つの値が加算回路３０８で加
えられて加算される。当該加算回路３０８での加算出力
は、端子３０９から取り出され、その後の量子化及び符
号化の際に使用される。

【０１１９】このときのビット割当の様子を図１２の
（ａ）と図１３の（ａ）に示し、これらにそれぞれ対応
する量子化雑音の様子を図１２の（ｂ）と図１３の
（ｂ）に示す。なお、図１２の（ａ）と（ｂ）は信号の
スペクトルが割合平坦である場合を示し、図１３の
（ａ）と（ｂ）は信号スペクトルが高いトーナリティを
示す場合を示している。また、図１２の（ｂ），図１３
の（ｂ）の図中ＱＳは信号レベル依存分のビット量を示
し、図中ＱＦは固定ビット割り当て分のビット量を示し
ている。さらに、図１２の（ａ），図１３の（ａ）の図
中Ｌは信号レベルを示し、図中ＮＳは信号レベル依存分
による雑音低下分を、図中ＮＦは固定ビット割り当て分
による雑音レベルを示している。

【０１２０】ここで、図１２のような信号のスペクトル
が割合平坦である場合において、多量の固定ビット割当
分によるビット割当を行うことは、全帯域に渡って大き
い信号雑音比を取るために役立つ。ところが、図１２の
（ｂ）の例では、低域及び高域において比較的少ないビ
ット割当が使用されている。これは、図１２の（ａ）の
例では聴覚的にこれらの帯域の重要度が小さくなってい
るためである。また、このとき、同時に若干の信号レベ
ル依存のビット配分を行うことは、信号の大きさが大き
い帯域の雑音レベルを選択的に低下させることに効果が
ある。しかし、この図１２の例のように信号のスペクト
ルが割合平坦である場合には、当該選択性も割合広い帯
域に渡って働くことになる。

【０１２１】これに対して、図１３に示すような信号ス
ペクトルが高いトーナリティを示す場合において、信号
レベル依存のビット配分を行うことによる量子化雑音の
低減のために使用する多量のビット配分は、極めて狭い
帯域の雑音を低減するために使用される。このようなビ
ット配分では、孤立スペクトル入力信号での特性の向上
が達成されることになる。また、このとき同時に若干の
固定ビット割当分によるビット配分を行うことは、広い
帯域の雑音レベルを非選択的に低下させることに効果が
ある。

【０１２２】再び、図２において、上述のようにして符
号化されたデータは、出力端子１１０を介して取り出さ
れる。

【０１２３】次に、図１４を用いて、上述の図２の高能
率符号化を行うエンコーダに対応するデコーダすなわち
復号化装置について説明する。

【０１２４】この図１４において、入力端子２１０には
図２の出力端子１１０から出力されるような符号化デー
タが供給されており、この符号化データは、先ず適応ビ
ット割当復号化回路２０８に送られて復号化処理され、
周波数軸上のスペクトルデータに復元される。また、こ
の適応ビット割当復号化回路２０８では、上記復号化処
理によって直交変換ブロックサイズ情報も取り出され、
上記周波数軸上のスペクトルデータと共に各帯域毎の逆
直交変換回路２０３、２０４、２０５に送られる。

【０１２５】これら逆直交変換回路２０３、２０４、２
０５において、上記適応ビット割当復号化回路２０８か
ら得られるスペクトルデータの内、０〜５．５ｋＨｚ帯
域のデータは逆直交変換回路２０３に、５．５〜１１ｋ
Ｈｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０４に、１１〜２
２ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０５にそれぞ
れ送られ、前記直交変換ブロックサイズ情報に応じて、
各帯域毎に逆直交変換処理される。

【０１２６】さらに、前記逆直交変換回路２０４、２０
５の出力は帯域合成フィルタ２０２で合成され、前記逆
直交変換回路２０３と帯域合成フィルタ２０２の出力は
帯域合成フィルタ２０１で合成されて再生信号となり、
出力端子２００より取り出される。

【０１２７】ここで、図１５には、図１４の適応ビット
割当復号化回路２０８の一具体例の概略構成を示す。

【０１２８】この図１５において、端子６０１には前記
図２の端子２１０を介した符号化データが供給されてお
り、この符号化データは、復号化回路６０２に送られ
る。当該復号化回路６０２では、上記符号化データを復
号化処理し、周波数軸上のスペクトルデータ情報、スケ
ールファクタ情報、スケールファクタＩＤ記録モード情
報、割当ビット数情報及び直交変換ブロックサイズ情報
を復元する。上記周波数軸上のスペクトルデータ情報と
割当ビット数情報は、逆量子化回路６０３に送られ、上
記スケールファクタ情報はスケールファクタ復元回路６
０５に送られ、上記直交変換ブロックサイズ情報は端子
６０７を介して取り出される。

【０１２９】上記復号化回路６０２からのスペクトルデ
ータ情報及び割当ビット数情報が供給される逆量子化回
路６０３では、上記スペクトルデータ情報を上記割当ビ
ット数情報に基づいて逆量子化処理する。

【０１３０】また、スケールファクタ復元回路６０５
は、上記スケールファクタ情報からスケールファクタの
値すなわちフローティング情報を復元し、このスケール
ファクタの値を逆フローティング回路６０４に送る。

【０１３１】逆フローティング回路６０４は、上記逆量
子化回路６０３による逆量子化されたスペクトルデータ
情報と、スケールファクタ復元回路６０５からの出力で
あるスケールファクタの値とが与えられており、ここで
上記スペクトルデータ情報が上記フローティング情報に
基づいて逆フローティング処理されて、スペクトルデー
タに復元される。この復元されたスペクトルデータは、
端子６０６を介して取り出される。

【０１３２】図１６には、前記スケールファクタ復元回
路６０５の具体的構成を示し、この図１６の構成を用い
て動作を説明する。この図１６において、端子７０１，
端子７０２には、それぞれ図１５の復号化回路６０２か
ら得られるスケールファクタ情報とデコーダ側で決定さ
れたスケールファクタＩＤ記録モード情報が与えられて
いる。上記端子７０１からのスケールファクタ情報は、
スイッチ７０１の入力端子ａに送られる。

【０１３３】当該スイッチ７０３は、上記スケールファ
クタＩＤ記録モードに応じて、被切換端子ｃ又はｄ、ｅ
又はｆが選択されるものである。

【０１３４】例えば、スケールファクタＩＤ記録モード
が前述したモードＭＤ１、モードＭＤ２、モードＭＤ３
である場合は、被切換端子ｄ及びｆが選択される。ま
た、スケールファクタＩＤ記録モードがこれらモードＭ
Ｄ１、モードＭＤ２、モードＭＤ３である場合、端子７
０１からのスケールファクタ情報は、ある変換フレーム
とその直前の変換フレームとの差分である。このため、
スケールファクタＩＤ記録モードがこれらモードＭＤ
１、モードＭＤ２、モードＭＤ３である場合は、当該ス
イッチ７０３の被切換端子ｄ及びｆが選択されること
で、上記端子７０１からのスケールファクタ情報は加算
器７０４に送られ、当該加算器７０４においてメモリ７
０６に先に記憶された上記直前の変換フレームのスケー
ルファクタＩＤと加算するされる。この加算器７０４か
らは正規のスケールファクタＩＤが得られることにな
る。この加算器７０４の出力端子は、上記スイッチ７０
３の被切換端子ｆと接続されていることで、当該被切換
端子ｆ側に切り換えられた当該スイッチ７０３の出力端
子ｄからは、上記正規のスケールファクタＩＤが出力さ
れるようになる。このようにして得られたスケールファ
クタＩＤは、スケールファクタ設定回路７０７に送られ
ると共に、メモリ７０６に蓄えられる。

【０１３５】また、例えば、スケールファクタＩＤ記録
モードが前述のモードＭＤ４である場合は、上記スイッ
チ７０３の被切換端子ｃ及びｅが選択される。また、ス
ケールファクタＩＤ記録モードが前述のモードＭＤ４で
ある場合、端子７０１からのスケールファクタ情報は正
規のスケールファクタＩＤである。このため、スケール
ファクタＩＤ記録モードがモードＭＤ４である場合は、
当該スイッチ７０３の被切換端子ｃ及びｅが選択される
ことで、上記端子７０１からのスケールファクタ情報は
そのままスケールファクタ設定回路７０７に送られると
共に、メモリ７０６に蓄えられる。

【０１３６】上記スケールファクタ設定回路７０７で
は、与えられたスケールファクタＩＤが数値化され、当
該スケールファクタ値が端子７０８から取り出される。

【０１３７】なお、上記実施例において、前述した最小
可聴カーブの合成処理を行わない構成としてもよい。こ
の場合には、最小可聴カーブ発生回路３２、合成回路２
７が不要となり、前記引算器２４からの出力は、割算器
２６で逆コンボリューションされた後、直ちに減算器２
８に伝送されることになる。また、ビット配分手法は多
種多様であり、最も簡単には固定のビット配分若しくは
信号の各帯域エネルギによる簡単なビット配分若しくは
固定分と可変分を組み合わせたビット配分など使うこと
ができる。

【０１３８】また、本発明は、前述した実施例のみに限
定されるものではなく、例えば、オーディオＰＣＭ信号
のみならず、ディジタル音声（スピーチ）信号やディジ
タルビデオ信号等の信号処理装置にも適用可能である。

【０１３９】上述したように、本発明実施例の圧縮デー
タ記録再生装置においては、ディスク１に対するデータ
の記録の際には、スケールファクタの情報すなわちブロ
ックのフローティング情報とブロックに対して時間的に
前のブロックのフローティング情報との差分情報を記録
することで、フローティング情報のための記録に必要な
情報量の削減を達成している。このとき、本実施例の圧
縮データ記録再生装置においては、記録の際には差分情
報とフローティング情報とを適応的に選択して記録し、
差分情報の情報量が大きいときにはブロックのフローテ
ィング情報を、差分情報の情報量が小さいときには差分
情報を記録すること、また、差分情報の情報量とフロー
ティング情報の情報量とを比較して小さいほうの情報を
記録伝送することで、いかなる信号でもフローティング
情報のための記録する情報量が増えることはない。

【０１４０】また、本実施例の圧縮データ記録再生装置
においては、記録の際には、二次元ブロックのフローテ
ィング情報と二次元ブロックに対して時間的に前の二次
元ブロックのフローティング情報との差分情報を記録若
しくは伝送することで、フローティング情報のための記
録に必要な情報量の削減を達成している。またこのとき
も、本実施例の圧縮データ記録再生装置においては、記
録の際には差分情報と二次元ブロックのフローティング
情報とを適応的に選択して記録し、差分情報の情報量が
大きいときには二次元ブロックのフローティング情報を
記録し、差分情報の情報量が小さいときには差分情報を
記録すること、また、差分情報の情報量と二次元ブロッ
クのフローティング情報の情報量とを比較して小さいほ
うの情報を記録することで、いかなる信号でもフローテ
ィング情報のための記録する情報量が増えることはな
い。

【０１４１】さらに、本実施例の圧縮データ記録再生装
置においては、差分情報はブロックのフローティング情
報とブロックに対して時間的に直前で且つ周波数的に同
位置であるブロックのフローティング情報との差を用い
るようにしているので、ブロック間の相関を利用するこ
とが可能となっている。また、ブロックフローティング
情報は、ブロック内の信号成分のピーク値に基づいて決
定することで処理の簡略化が可能となっている。

【０１４２】また、本実施例の圧縮データ記録再生装置
においては、ＭＤＣＴやＩＭＤＣＴを行い、このときの
変換のブロックサイズを可変とすることで、信号の特性
に応じたＭＤＣＴ，ＩＭＤＣＴを可能としている。ま
た、帯域分割の際にはクリティカルバンドで分割するこ
とで、人間の聴覚特性に応じた符号化と復号化が可能と
なっている。

【０１４３】次に、本実施例の記録媒体によれば、上述
した本実施例の圧縮データ記録再生装置によって符号化
されたデータを記録してなることで、光磁気ディスク
や、半導体記録媒体や、ＩＣメモリカードや、光ディス
クなどの記録容量の有効利用を図ることが可能となって
いる。

【０１４４】すなわち、本実施例の圧縮データ記録再生
装置及びディスク１においては、ブロックフローティン
グ情報のための情報量を削減することで、ディジタル信
号の符号化に用いることのできるビット数を増加させ、
結果的に量子化雑音量の低減を達成している。

【０１４５】言い換えれば、本実施例の圧縮データ記録
再生装置及びディスク１においては、オーディオ信号の
持つ性質を利用して、変換フレーム間のスケールファク
タの差分を記録することによりサブ情報量を削減するこ
とができ、メイン情報（スペクトルデータ）の圧縮効率
を向上させることが出来る。

【０１４６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のディジタル信号処理装置及びディジタル信号処理方
法においては、記録若しくは伝送の際には、ブロックの
フローティング情報とブロックに対して時間的に前のブ
ロックのフローティング情報との差分情報を記録若しく
は伝送することで、フローティング情報のための記録若
しくは伝送する情報量削減が達成される。このとき、本
発明のディジタル信号処理装置及びディジタル信号処理
方法においては、記録若しくは伝送の際には差分情報と
フローティング情報とを適応的に選択して記録若しくは
伝送し、差分情報の情報量が大きいときにはブロックの
フローティング情報を、差分情報の情報量が小さいとき
には差分情報を記録若しくは伝送すること、また、差分
情報の情報量とフローティング情報の情報量とを比較し
て小さいほうの情報を記録若しくは伝送することで、い
かなる信号でもフローティング情報のための記録若しく
は伝送する情報量の増大が防止可能である。

【０１４７】また、本発明のディジタル信号処理装置及
びディジタル信号処理方法においては、記録若しくは伝
送の際には、二次元ブロックのフローティング情報と二
次元ブロックに対して時間的に前の二次元ブロックのフ
ローティング情報との差分情報を記録若しくは伝送する
ことで、フローティング情報のための記録若しくは伝送
する情報量を少なくできる。このとき、本発明のディジ
タル信号処理装置及びディジタル信号処理方法において
は、記録若しくは伝送の際には差分情報と二次元ブロッ
クのフローティング情報とを適応的に選択して記録若し
くは伝送し、差分情報の情報量が大きいときには二次元
ブロックのフローティング情報を記録若しくは伝送し、
差分情報の情報量が小さいときには差分情報を記録若し
くは伝送すること、また、差分情報の情報量と二次元ブ
ロックのフローティング情報の情報量とを比較して小さ
いほうの情報を記録若しくは伝送することで、いかなる
信号でもフローティング情報のための記録若しくは伝送
する情報量の増大を抑えることが可能となる。

【０１４８】さらに、本発明のディジタル信号処理装置
及びディジタル信号処理方法においては、差分情報はブ
ロックのフローティング情報とブロックに対して時間的
に直前で且つ周波数的に同位置であるブロックのフロー
ティング情報との差を用いるようにして、ブロック間の
相関を利用でき、また、ブロックフローティング情報
は、ブロック内の信号成分のピーク値に基づいて決定す
ることで、処理の簡略化を可能としている。

【０１４９】また、本発明のディジタル信号処理装置及
びディジタル信号処理方法においては、直交変換によっ
てディジタル信号を複数の周波数成分に分解して時間と
周波数に関する複数の二次元ブロックを得るようにして
おり、このときには、先ず複数の帯域に分割してこの分
割された各々の帯域毎に複数のサンプルからなるブロッ
クを形成して各帯域のブロック毎に直交変換を行い係数
データを得ることができる。一方、本発明のディジタル
信号処理装置及びディジタル信号処理方法においては、
逆直交変換によって時間と周波数に関する二次元ブロッ
ク内の信号から時間軸上のディジタル信号への変換を行
うようにしており、このときには、周波数軸上の複数帯
域から時間軸信号への変換には各帯域のブロック毎に逆
直交変換を行って各逆直交変換出力を合成して時間軸上
の合成信号を得ることができる。ここで、直交変換と逆
直交変換のブロックサイズを可変とすることで、信号の
特性に応じた直交変換と逆直交変換が可能となる。ま
た、直交変換前の時間軸信号から周波数軸上の複数の帯
域への分割における分割周波数幅と逆直交変換後の周波
数軸上の複数の帯域から時間軸信号への合成における複
数の帯域からの合成周波数幅は、最低域の連続した二帯
域で同一、及び／又は、略高域程広くすることで、人間
の聴覚特性を利用可能である。さらに、直交変換として
は変更離散コサイン変換を用い、逆直交変換としては逆
変更離散コサイン変換を用いることができる。

【０１５０】次に、本発明の記録媒体においては、本発
明のディジタル信号処理装置やディジタル信号処理方法
によって符号化されたデータを記録してなることで、光
磁気ディスクや、半導体記録媒体や、ＩＣメモリカード
や、光ディスクなどの記録容量の有効利用が可能とな
る。

【０１５１】すなわち、本発明のディジタル信号処理装
置、ディジタル信号処理方法、及び記録媒体において
は、ブロックフローティング情報のための情報量すなわ
ちサブ情報量を削減することで、ディジタル信号の符号
化に用いることのできるビット数を増加させ、結果的に
メイン情報であるディジタル信号の量子化雑音量の低減
を達成でき、したがって、無駄な情報をより少なくし、
さらにビット圧縮の効率を高めることが可能となり、記
録容量の有効利用が可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディジタル信号処理方法を実現する本
発明のディジタル信号処理装置が適用される一実施例と
しての圧縮データ記録再生装置の概略構成例を示すブロ
ック回路図である。

【図２】本実施例のディジタル信号処理方法としてのオ
ーディオ高能率符号化手法を実現するデコーダの一具体
例を示すブロック回路図である。

【図３】本実施例の直交変換ブロックサイズを説明する
ための図である。

【図４】本実施例のディジタル信号処理方法としてのオ
ーディオ高能率符号化手法を実現するエンコーダの適応
ビット割当符号化回路の一具体例を示すブロック回路図
である。

【図５】適応ビット割当符号化回路のスケールファクタ
設定回路の一具体例を説明するためのブロック回路図で
ある。

【図６】適応ビット割当符号化回路のスケールファクタ
設定回路の機能を説明するためのフローチャートであ
る。

【図７】本実施例装置においてビット配分演算を行う一
具体例の構成を示すブロック回路図である。

【図８】各臨界帯域及びブロックフローティングを考慮
して分割された帯域のスペクトルを示す図である。

【図９】マスキングスペクトルを示す図である。

【図１０】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１１】本実施例の別のビット配分法を実現する一具
体例の構成を示すブロック回路図である。

【図１２】本実施例の別のビット配分法において、信号
スペクトルが平坦なときのノイズスペクトル、及びビッ
ト割当を示す図である。

【図１３】本実施例の別のビット配分法において、信号
スペクトルのトーナリティが高いときのノイズスペクト
ル、及びビット割当を示す図である。

【図１４】本実施例のディジタル信号処理方法としての
オーディオ高能率符号化手法に対応する復号化手法を実
現する復号化側の一具体例を示すブロック回路図であ
る。

【図１５】本実施例のディジタル信号処理方法としての
オーディオ高能率符号化手法に対応する復号化手法を実
現する復号化側の適応ビット割当復号化回路の一具体例
を示すブロック回路図である。

【図１６】適応ビット割当復号化回路のスケールファク
タ復元回路の一具体例を示すブロック回路図である。

【符号の説明】

１・・・光磁気ディスク２１・・・許容雑音レベル算出機能入力端子２２・・・帯域毎のエネルギ検出回路２３・・・畳込みフィルタ回路２４・・・引算器２５・・・（ｎ−ａｉ）関数発生回路２６・・・割算器２７・・・合成回路２８・・・減算器２９・・・遅延回路３０・・・許容雑音補正回路３１・・・許容雑音レベル算出機能出力端子３２・・・最小可聴カーブ発生回路３３・・・補正情報出力回路５１・・・スピンドルモータ５３・・・光学ヘッド５４・・・磁気ヘッド５６・・・サーボ制御回路５７・・・システムコントローラ６２・・・Ａ／Ｄ変換器６３・・・ＡＴＣエンコーダ６４、７２・・・メモリ６５・・・エンコーダ６６・・・磁気ヘッド駆動回路７１・・・デコーダ７３・・・ＡＴＣデコーダ７４・・・Ｄ／Ａ変換器１００・・・音響信号入力端子１０１、１０２・・・帯域分割フィルタ１０３・・・直交変換（ＭＤＣＴ）回路１０４・・・直交変換（ＭＤＣＴ）回路１０５・・・直交変換（ＭＤＣＴ）回路１０６・・・直交変換ブロックサイズ決定回路１０８・・・適応ビット割当符号化回路１１０・・・符号化出力端子２００・・・音響信号出力端子２０１、２０２・・・帯域合成フィルタ２０３・・・逆直交変換回路２０４・・・逆直交変換回路２０５・・・逆直交変換回路２０８・・・適応ビット割当復号化回路２１０・・・符号化データ入力端子３００・・・直交変換出力（ＭＤＣＴ係数）入力端子３０１・・・帯域毎のエネルギ算出回路３０２・・・スペクトルの滑らかさ算出回路３０４・・・ビット分割率決定回路３０５・・・使用可能な総ビット数３０６・・・エネルギ依存のビット配分回路３０７・・・固定のビット配分回路３０８・・・ビットの和演算回路３０９・・・各帯域のビット割当量出力端子４０１・・・スペクトルデータ入力端子４０２・・・直交変換ブロックサイズ情報入力端子４０３・・・ブロックフローティング回路４０４・・・量子化回路４０５・・・スケールファクタ設定回路４０６・・・ビット配分算出回路４０７・・・符号化回路４０８・・・符号化データ出力端子５０１・・・スペクトルデータ入力端子５０２・・・スケールファクタＩＤ設定回路５０３・・・減算器５０５・・・メモリ５０６・・・スケールファクタＩＤ記録モード決定回路５０７・・・スイツチ回路５０８・・・スケールファクタ情報出力端子５０９・・・スケールファクタＩＤ記録モード出力端子６０１・・・符号化データ入力端子６０２・・・復号化回路６０３・・・逆量子化回路６０４・・・逆フローティング回路６０５・・・スケールファクタ復元回路６０６・・・スペクトルデータ出力端子６０７・・・直交変換ブロックサイズ情報出力端子７０１・・・スケールファクタ情報入力端子７０２・・・スケールファクタＩＤ記録モード入力端子７０３・・・スイツチ回路７０４・・・加算器７０６・・・メモリ７０７・・・スケールファクタ設定回路７０８・・・スケールファクタ出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル信号を複数サンプルでブロッ
ク化するブロック化手段と、上記ブロック毎にフローテ
ィング情報を設定して上記ブロック毎に上記フローティ
ング情報に基づいてフローティング処理を行うフローテ
ィング手段と、上記フローティング処理されたデータを
量子化及び符号化する量子化符号化手段と、上記量子化
及び符号化した符号化データを記録若しくは伝送する記
録／伝送手段とを具備、及び／又は、ディジタル信号を
複数サンプルでブロック化し、上記ブロック毎にフロー
ティング情報を設定し、上記ブロック毎に上記フローテ
ィング情報に基づいてフローティング処理を行い、量子
化及び符号化した後に記録若しくは伝送された符号化デ
ータを、再生若しくは受信する再生／受信手段と、当該
再生若しくは受信した符号化データを復号化及び逆量子
化する復号化逆量子化手段と、上記フローティング情報
に基づいて逆フローティング処理を行って元ディジタル
信号を復元する逆フローティング手段とを具備するディ
ジタル信号処理装置において、上記記録若しくは伝送の際には、上記ブロックのフロー
ティング情報と上記ブロックに対して時間的に前のブロ
ックのフローティング情報との差分情報を記録若しくは
伝送することを特徴とするディジタル信号処理装置。
【請求項２】前記記録若しくは伝送の際には、前記差
分情報と前記ブロックのフローティング情報とを適応的
に選択して記録若しくは伝送することを特徴とする請求
項１記載のディジタル信号処理装置。
【請求項３】前記差分情報の情報量が大きいときには
前記ブロックのフローティング情報を記録若しくは伝送
し、前記差分情報の情報量が小さいときには前記差分情
報を記録若しくは伝送することを特徴とする請求項２記
載のディジタル信号処理装置。
【請求項４】前記差分情報の情報量と前記ブロックの
フローティング情報の情報量とを比較して、小さい方の
情報を記録若しくは伝送することを特徴とする請求項３
記載のディジタル信号処理装置。
【請求項５】ディジタル信号を複数の帯域信号に分割
する帯域分割手段と、帯域分割された各帯域信号毎に信
号分析処理を施して信号成分を得る信号分析手段と、信
号分析手段により得た信号成分を時間と周波数に関する
複数の二次元ブロックに分割する二次元ブロック化手段
と、上記時間と周波数に関する二次元ブロック毎にフロ
ーティング情報を設定して当該時間と周波数に関する二
次元ブロック毎に前記フローティング情報に基づいてフ
ローティング処理を行うフローティング手段と、上記フ
ローティング処理されたデータを量子化及び符号化する
量子化符号化手段と、上記量子化及び符号化したデータ
を記録若しくは伝送する記録／伝送手段とを具備、及び
／又は、ディジタル信号を複数の帯域信号に分割し、帯
域分割された各帯域信号毎に信号分析処理を施して信号
成分を得、上記信号成分を時間と周波数に関する複数の
二次元ブロックに分割し、上記時間と周波数に関する二
次元ブロック毎にフローティング情報を設定して当該時
間と周波数に関する二次元ブロック毎に前記フローティ
ング情報に基づいてフローティング処理し、上記フロー
ティング処理されたデータを量子化及び符号化し、当該
量子化及び符号化した後に記録若しくは伝送されたデー
タを、再生若しくは受信する再生／受信手段と、上記再
生若しくは受信された符号化データを復号化及び逆量子
化する復号化逆量子化手段と、上記時間と周波数に関す
る二次元ブロック毎に上記フローティング情報に基づい
て逆フローティング処理を行う逆フローティング手段
と、上記逆フローティング処理された前記時間と周波数
に関する二次元ブロック内の信号成分を得る信号成分逆
分析手段と、上記時間と周波数に関する二次元ブロック
内の信号成分から複数の帯域信号を得て各帯域信号を合
成して元信号を復元する信号合成手段とを具備するディ
ジタル信号処理装置において、上記記録若しくは伝送の際には、上記二次元ブロックの
フローティング情報と上記二次元ブロックに対して時間
的に前の二次元ブロックのフローティング情報との差分
情報を記録若しくは伝送することを特徴とするディジタ
ル信号処理装置。
【請求項６】前記記録若しくは伝送の際には、前記差
分情報と前記二次元ブロックのフローティング情報とを
適応的に選択して記録若しくは伝送を行うことを特徴と
する請求項５記載のディジタル信号処理装置。
【請求項７】前記差分情報の情報量が大きいときには
前記二次元ブロックのフローティング情報を記録若しく
は伝送し、前記差分情報の情報量が小さいときには前記
差分情報を記録若しくは伝送することを特徴とする請求
項６記載のディジタル信号処理装置。
【請求項８】前記差分情報の情報量と前記二次元ブロ
ックのフローティング情報の情報量とを比較して、小さ
いほうの情報を記録若しくは伝送することを特徴とする
請求項７記載のディジタル信号処理装置。
【請求項９】前記差分情報とは、ブロックのフローテ
ィング情報とブロックに対して時間的に直前で且つ周波
数的に同位置であるブロックのフローティング情報との
差であることを特徴とする請求項１から請求項８のいず
れか１項に記載のディジタル信号処理装置。
【請求項１０】前記ブロックフローティング情報はブ
ロック内の信号成分のピーク値に基づいて決定すること
を特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記
載のディジタル信号処理装置。
【請求項１１】ディジタル信号を複数の周波数成分に
分解して時間と周波数に関する複数の二次元ブロックを
得るためには直交変換を用いること、時間と周波数に関
する二次元ブロック内の信号から時間軸上のディジタル
信号への変換には逆直交変換を用いることを特徴とする
請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のディジタ
ル信号処理装置。
【請求項１２】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二次元ブロッ
ク内の信号成分を得るためには先ず複数の帯域に分割し
てこの分割された各々の帯域毎に複数のサンプルからな
るブロックを形成して各帯域のブロック毎に直交変換を
行い係数データを得ること、周波数軸上の複数帯域から
時間軸信号への変換には各帯域のブロック毎に逆直交変
換を行い各逆直交変換出力を合成して時間軸上の合成信
号を得ることを特徴とする請求項１１記載のディジタル
信号処理装置。
【請求項１３】直交変換と逆直交変換のブロックサイ
ズは可変であることを特徴とする請求項１１又は請求項
１２記載のディジタル信号処理装置。
【請求項１４】直交変換前の時間軸信号から周波数軸
上の複数の帯域への分割における分割周波数幅と逆直交
変換後の周波数軸上の複数の帯域から時間軸信号への合
成における複数の帯域からの合成周波数幅を、最低域の
連続した二帯域で同一とすることを特徴とする請求項１
２又は請求項１３記載のディジタル信号処理装置。
【請求項１５】直交変換前の時間軸信号から周波数軸
上の複数の帯域への分割における分割周波数幅と逆直交
変換後の周波数軸上の複数の帯域から時間軸信号への合
成における複数の帯域からの合成周波数幅を、略高域程
広くすることを特徴とする請求項１４記載のディジタル
信号処理装置。
【請求項１６】直交変換としては変更離散コサイン変
換を用い、逆直交変換としては逆変更離散コサイン変換
を用いることを特徴とする請求項１１から請求項１４の
うちのいずれか１項に記載のディジタル信号処理装置。
【請求項１７】ディジタル信号を複数サンプルでブロ
ック化し、上記ブロック毎にフローティング情報を設定
し、上記ブロック毎にフローティング情報に基づいてフ
ローティング処理を行い、量子化及び符号化して記録若
しくは伝送する処理、及び／又は、ディジタル信号を複
数サンプルでブロック化し、上記ブロック毎にフローテ
ィング情報を設定し、上記ブロック毎にフローティング
情報に基づいてフローティング処理を行い、量子化及び
符号化して記録若しくは伝送した符号化データを、再生
若しくは受信し、当該再生若しくは受信した符号化デー
タを復号化及び逆量子化して、上記フローティング情報
に基づいて逆フローティング処理を行い、元ディジタル
信号を復元する処理を行うディジタル信号処理方法にお
いて、上記記録若しくは伝送の際には、上記ブロックのフロー
ティング情報と上記ブロックに対して時間的に前のブロ
ックのフローティング情報との差分情報を記録若しくは
伝送することを特徴とするディジタル信号処理方法。
【請求項１８】前記記録若しくは伝送の際には、前記
差分情報と前記ブロックのフローティング情報とを適応
的に選択して記録若しくは伝送することを特徴とする請
求項１７記載のディジタル信号処理方法。
【請求項１９】前記差分情報の情報量が大きいときに
は前記ブロックのフローティング情報を記録若しくは伝
送し、前記差分情報の情報量が小さいときには前記差分
情報を記録若しくは伝送することを特徴とする請求項１
８記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２０】前記差分情報の情報量と前記ブロック
のフローティング情報の情報量とを比較して、小さいほ
うの情報を記録若しくは伝送することを特徴とする請求
項１９記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２１】ディジタル信号を複数の帯域信号に分
割し、帯域分割された各帯域信号毎に信号分析を施して
信号成分を得、上記信号成分を時間と周波数に関する複
数の二次元ブロックで分割し、上記時間と周波数に関す
る二次元ブロック毎にフローティング情報を設定し、上
記時間と周波数に関する二次元ブロック毎に前記フロー
ティング情報に基づいてフローティング処理を行い、量
子化及び符号化して記録若しくは伝送する処理、及び／
又は、ディジタル信号を複数の帯域信号に分割し、帯域
分割された各帯域信号毎に信号分析を施して信号成分を
得、上記信号成分を時間と周波数に関する複数の二次元
ブロックで分割し、上記時間と周波数に関する二次元ブ
ロック毎にフローティング情報を設定し、上記時間と周
波数に関する二次元ブロック毎に前記フローティング情
報に基づいてフローティング処理を行い、量子化及び符
号化して記録若しくは伝送した符号化データを、再生若
しくは受信し、当該再生若しくは受信した符号化データ
を復号化及び逆量子化して、上記時間と周波数に関する
二次元ブロック毎に上記フローティング情報に基づいて
逆フローティング処理を行い、上記時間と周波数に関す
る二次元ブロック内の信号成分を得、上記時間と周波数
に関する二次元ブロック内の信号成分から複数の帯域信
号を得、それらを合成して元信号を復元する処理を行う
ディジタル信号処理方法において、上記記録若しくは伝
送の際には、上記二次元ブロックのフローティング情報
と上記二次元ブロックに対して時間的に前の二次元ブロ
ックのフローティング情報との差分情報を記録若しくは
伝送することを特徴とするディジタル信号処理方法。
【請求項２２】前記記録若しくは伝送の際には、前記
差分情報と前記二次元ブロックのフローティング情報と
を適応的に選択して記録若しくは伝送することを特徴と
する請求項２１記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２３】前記差分情報の情報量が大きいときに
は前記二次元ブロックのフローティング情報を記録若し
くは伝送し、前記差分情報の情報量が小さいときには前
記差分情報を記録若しくは伝送することを特徴とする請
求項２２記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２４】前記差分情報の情報量と前記二次元ブ
ロックのフローティング情報の情報量とを比較して、小
さいほうの情報を記録若しくは伝送することを特徴とす
る請求項２３記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２５】前記差分情報とは、ブロックのフロー
ティング情報とブロックに対して時間的に直前で且つ周
波数的に同位置であるブロックのフローティング情報と
の差であることを特徴とする請求項１７から請求項２４
のうちのいずれか１項に記載のディジタル信号処理方
法。
【請求項２６】前記ブロックフローティング情報はブ
ロック内の信号成分のピーク値に基づいて決定すること
を特徴とする請求項１７から請求項２４のうちのいずれ
か１項に記載のディジタル信号処理方法。
【請求項２７】ディジタル信号を複数の周波数成分に
分解して時間と周波数に関する複数の二次元ブロックを
得るためには直交変換を用いること、時間と周波数に関
する二次元ブロック内の信号から時間軸上のディジタル
信号への変換には逆直交変換を用いることを特徴とする
請求項２１から請求項２４のうちのいずれか１項に記載
のディジタル信号処理方法。
【請求項２８】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二次元ブロッ
ク内の信号成分を得るためには先ず複数の帯域に分割し
てこの分割された各々の帯域毎に複数のサンプルからな
るブロックを形成して各帯域のブロック毎に直交変換を
行い係数データを得ること、周波数軸上の複数帯域から
時間軸信号への変換には各帯域のブロック毎に逆直交変
換を行って各逆直交変換出力を合成して時間軸上の合成
信号を得ることを特徴とする請求項２７記載のディジタ
ル信号処理装置。
【請求項２９】直交変換と逆直交変換のブロックサイ
ズは可変であることを特徴とする請求項２７又は請求項
２８記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３０】直交変換前の時間軸信号から周波数軸
上の複数の帯域への分割における分割周波数幅と逆直交
変換後の周波数軸上の複数の帯域から時間軸信号への合
成における複数の帯域からの合成周波数幅を、最低域の
連続した二帯域で同一とすることを特徴とする請求項２
８又は請求項２９記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３１】直交変換前の時間軸信号から周波数軸
上の複数の帯域への分割における分割周波数幅と逆直交
変換後の周波数軸上の複数の帯域から時間軸信号への合
成における複数の帯域からの合成周波数幅を、略高域程
広くすることを特徴とする請求項３０記載のディジタル
信号処理方法。
【請求項３２】直交変換としては変更離散コサイン変
換を用い、逆直交変換としては逆変更離散コサイン変換
を用いることを特徴とする請求項２７から請求項３０の
うちのいずれか１項に記載のディジタル信号処理方法。
【請求項３３】請求項１又は請求項５記載のディジタ
ル信号処理装置によって符号化されたデータを記録して
なることを特徴とする記録媒体。
【請求項３４】請求項１７又は請求項２１記載のディ
ジタル信号処理方法によって符号化されたデータを記録
してなることを特徴とする記録媒体。
【請求項３５】光磁気ディスクであることを特徴とす
る請求項３３又は請求項３４記載の記録媒体。
【請求項３６】半導体記録媒体であることを特徴とす
る請求項３３又は請求項３４記載の記録媒体。
【請求項３７】ＩＣメモリカードであることを特徴と
する請求項３３又は請求項３４記載の記録媒体。
【請求項３８】光ディスクであることを特徴とする請
求項３３又は請求項３４記載の記録媒体。