JPH08162966A - Audio data coder and decoder - Google Patents

Audio data coder and decoder

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JPH08162966A
JPH08162966A JP6329605A JP32960594A JPH08162966A JP H08162966 A JPH08162966 A JP H08162966A JP 6329605 A JP6329605 A JP 6329605A JP 32960594 A JP32960594 A JP 32960594A JP H08162966 A JPH08162966 A JP H08162966A
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JP
Japan
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data
mantissa
quantization
audio data
decoding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6329605A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Chinen
徹 知念
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To reduce quantization noise generated in accordance with the coding and decoding of audio data. CONSTITUTION: This device is provided with an unequal space quantization coding circuit 9 dividing a value area that mantissa part data is possible to take into plural areas at an unequal space according to the probability distribution that mantissa part data is actually generated, assigning each code to each of plural divided sections and performing the quantization coding of mantissa part data. By performing the quantization coding of audio data according to the probability distribution that mantissa part data is actually generated, an inconvenience that many codes are assigned to data with small generation probability can be eliminated and the generation of a quantization error can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、オーディオデータ符号
化装置および復号化装置に関し、特に、オーディオデー
タを高能率符号化したり伸張したりする装置に用いて好
適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an audio data coding apparatus and a decoding apparatus, and is particularly suitable for use in an apparatus for highly efficient coding and decompressing audio data.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、オーディオデータを高能率符号化
する技術には、オーディオデータを時間軸上で複数の帯
域に分割して符号化する帯域分割符号化や、オーディオ
データを周波数軸上に直交変換し複数の帯域に分割して
符号化する変換符号化がある。また、これらの符号化を
組み合わせて、オーディオデータを時間軸上で複数の帯
域に分割し、各帯域信号を更に周波数軸上に直交変換し
て符号化する高能率符号化もある。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for highly efficient encoding of audio data include band division encoding in which audio data is divided into a plurality of bands on the time axis and encoded, or audio data is orthogonalized on the frequency axis. There is transform coding that transforms and divides into a plurality of bands for coding. There is also high-efficiency coding in which these codings are combined to divide audio data into a plurality of bands on the time axis, and each band signal is further orthogonally converted and coded on the frequency axis.

【0003】ここでは、従来技術の一例として、図3に
示すようなMDCT(モディファイド離散余弦変換)を
用いた変換符号化および復号化について説明する。な
お、MDCTの内容については、特開平5−18344
2号公報の従来例に詳細に記述されている。
As an example of the conventional technique, transform coding and decoding using MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) as shown in FIG. 3 will be described here. Regarding the contents of MDCT, see Japanese Patent Laid-Open No. 5-18344.
The details are described in the conventional example of Japanese Patent Publication No.

【0004】まず、オーディオデータの符号化から説明
する。図3(a)に示す符号化装置において、オーディ
オデータ入力端子1より入力されたオーディオデータ
は、窓がけ回路2により、例えば512サンプルを1つ
のブロックとしたブロック単位で窓がけが行われる。す
なわち、窓がけ回路2では、前ブロックのデータに現ブ
ロックのデータの50%がオーバーラップ加算される。
これにより、復号化時のブロック間のつなぎがスムーズ
になるようになされている。
First, the encoding of audio data will be described. In the encoding device shown in FIG. 3A, the audio data input from the audio data input terminal 1 is subjected to windowing by the windowing circuit 2 in block units, for example, 512 samples as one block. That is, in the windowing circuit 2, 50% of the data of the current block is overlap-added to the data of the previous block.
As a result, the connection between blocks at the time of decoding is made smooth.

【0005】上記窓がけ回路2による窓がけ処理の結果
は、MDCT回路3に入力される。MDCT回路3で
は、MDCT(モディファイド離散余弦変換)により直
交変換が施され、その結果得られるMDCT係数データ
がブロック浮動小数点変換回路4に入力される。以下に
述べるように、上記MDCT係数データは、指数部と仮
数部とに分けて符号化される。
The result of the windowing process by the windowing circuit 2 is input to the MDCT circuit 3. In the MDCT circuit 3, orthogonal transform is performed by MDCT (Modified Discrete Cosine Transform), and the resulting MDCT coefficient data is input to the block floating point transform circuit 4. As described below, the MDCT coefficient data is coded by dividing it into an exponent part and a mantissa part.

【0006】すなわち、ブロック浮動小数点変換回路4
では、MDCT回路3より入力される512個のMDC
T係数データのうち、例えば、ゼロ周波数から240個
のMDCT係数データがいくつかの帯域(例えば64帯
域)に分割され、1帯域につき1つの指数部データと複
数の仮数部データとのブロック浮動小数点データに変換
される。このとき、1帯域内の係数データの個数は、例
えば、1個から8個であり、低周波数領域から高周波数
領域に行くほど1帯域内の係数データの個数が増加する
帯域分割方法がとられる。
That is, the block floating point conversion circuit 4
Then, 512 MDCs input from the MDCT circuit 3
Of the T coefficient data, for example, 240 MDCT coefficient data from the zero frequency are divided into several bands (for example, 64 bands), and a block floating point of one exponent part data and a plurality of mantissa part data per one band. Converted to data. At this time, the number of coefficient data in one band is, for example, 1 to 8, and the band division method is adopted in which the number of coefficient data in one band increases from the low frequency region to the high frequency region. .

【0007】そして、上述のように変換されたブロック
浮動小数点データの指数部データはビット割り当て回路
5に入力され、仮数部データは等間隔量子化符号化回路
6に入力される。ビット割り当て回路5では、ブロック
浮動小数点変換回路4より入力される指数部データを基
に、聴覚マスキング等を利用して、仮数部データの量子
化ビット長が決定され、その決定された量子化ビット長
が等間隔量子化符号化回路6に入力される。
Then, the exponent part data of the block floating point data converted as described above is input to the bit allocation circuit 5, and the mantissa part data is input to the equal interval quantization coding circuit 6. In the bit allocation circuit 5, the quantization bit length of the mantissa data is determined based on the exponent data input from the block floating point conversion circuit 4 by using auditory masking, and the determined quantization bit length is determined. The length is input to the equally-spaced quantization coding circuit 6.

【0008】等間隔量子化符号化回路6では、ブロック
浮動小数点変換回路4より入力される仮数部データのM
SB(最上位ビット)からビット割り当て回路5より入
力される量子化ビット長分のデータが取り出され、その
取り出されたデータにより量子化符号化処理が行われ
る。そして、データ出力端子7、8から指数部データと
仮数部データの量子化符号化データとが出力され、これ
が図示しない記録媒体に記録されたり、伝送路を介して
送信されたりする。
In the uniform interval quantization coding circuit 6, M of the mantissa part data input from the block floating point conversion circuit 4 is input.
Data of the quantized bit length inputted from the bit allocation circuit 5 is taken out from SB (most significant bit), and the quantized coding process is performed by the taken out data. Then, the data output terminals 7 and 8 output the exponent part data and the quantized coded data of the mantissa part data, which are recorded on a recording medium (not shown) or transmitted via a transmission path.

【0009】次に、オーディオデータの復号化について
説明する。図3(b)に示す復号化装置において、図示
しない記録媒体に記録され、または伝送路に送信された
指数部データと仮数部データの量子化符号化データと
が、それぞれデータ入力端子10、11を介してビット
割り当て回路12と等間隔逆量子化復号化回路13とに
入力される。
Next, decoding of audio data will be described. In the decoding device shown in FIG. 3B, the exponent part data and the quantized coded data of the mantissa part data recorded on a recording medium (not shown) or transmitted on a transmission path are input to the data input terminals 10 and 11, respectively. Are input to the bit allocation circuit 12 and the equally-spaced inverse quantization / decoding circuit 13 via.

【0010】ビット割り当て回路12では、符号化の場
合と同様に、データ入力端子10より入力される指数部
データを基に、聴覚マスキング等を利用して、仮数部デ
ータの量子化ビット長が決定され、その決定された量子
化ビット長が等間隔逆量子化復号化回路13に入力され
る。
In the bit allocation circuit 12, the quantization bit length of the mantissa part data is determined based on the exponent part data input from the data input terminal 10 by using auditory masking, as in the case of encoding. Then, the determined quantized bit length is input to the equal interval inverse quantization decoding circuit 13.

【0011】等間隔逆量子化復号化回路13では、ビッ
ト割り当て回路12より入力される量子化ビット長の分
だけデータ入力端子11よりデータが入力され、この入
力されたデータが逆量子化復号化されて、これが仮数部
データとしてブロック浮動小数点逆変換回路14に入力
される。
In the equal interval inverse quantization decoding circuit 13, data is input from the data input terminal 11 by the amount of the quantization bit length input from the bit allocation circuit 12, and the input data is inverse quantization decoded. Then, this is input to the block floating point inverse conversion circuit 14 as mantissa data.

【0012】ブロック浮動小数点逆変換回路14では、
データ入力端子10より入力される指数部データと等間
隔逆量子化復号化回路13より入力される仮数部データ
とが浮動小数点または固定小数点の係数データに変換さ
れ、これがIMDCT(モディファイド離散余弦逆変
換)回路15に入力される。
In the block floating point inverse conversion circuit 14,
The exponent part data input from the data input terminal 10 and the mantissa part data input from the equal-interval inverse quantization / decoding circuit 13 are converted into floating-point or fixed-point coefficient data, which is IMDCT (Modified Discrete Cosine Inverse Transform). ) Is input to the circuit 15.

【0013】IMDCT回路15では、ブロック浮動小
数点逆変換回路14より入力される係数データに、例え
ば512サンプルを1つのブロックとしたブロック単位
で逆MDCT処理が施され、その処理結果が窓がけ回路
16に入力される。窓がけ回路16では、上記ブロック
毎に窓がけ処理が行われ、前ブロックのデータに現ブロ
ックのデータの50%がオーバーラップ加算される。そ
して、これにより得られるオーディオデータがオーディ
オデータ出力端子17より出力される。
In the IMDCT circuit 15, the coefficient data input from the block floating point inverse transform circuit 14 is subjected to inverse MDCT processing in block units, for example, 512 samples as one block, and the processing result is subjected to the windowing circuit 16 Entered in. In the windowing circuit 16, windowing processing is performed for each block, and 50% of the data of the current block is overlap-added to the data of the previous block. The audio data thus obtained is output from the audio data output terminal 17.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記等間隔
量子化符号化回路6において行われるMDCT係数デー
タの仮数部データの量子化は、−1から+1の間を等間
隔に分けて量子化する等間隔量子化となっている。しか
しながら、一般的に、仮数部データは−1から+1の間
で均等に発生するものではないため、等間隔量子化では
量子化雑音が大きくなってしまうという問題があった。
By the way, the quantization of the mantissa data of the MDCT coefficient data, which is performed in the equal-interval quantization encoding circuit 6, is performed by dividing -1 to +1 at equal intervals. It is a uniform quantization. However, in general, mantissa data does not occur evenly between -1 and +1. Therefore, there is a problem that equal-quantized quantization causes a large amount of quantization noise.

【0015】特に、1帯域内の係数データの個数が1個
である場合には、仮数部データは、−1から−0.5の
間と+0.5から+1の間とで発生し、−0.5から+
0.5の間では発生することがない。それにもかかわら
ず、等間隔量子化では、−0.5から+0.5の間に対
しても均等に符号を割り当てることになるため、量子化
雑音が大きくなってしまうという問題があった。
In particular, when the number of coefficient data in one band is one, the mantissa data is generated between -1 and -0.5 and between +0.5 and +1. 0.5 to +
It does not occur between 0.5. Nevertheless, in equal-spaced quantization, since codes are evenly assigned even between −0.5 and +0.5, there is a problem that quantization noise becomes large.

【0016】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、量子化雑音を少なくすることが
できるようにしたオーディオデータ符号化装置および復
号化装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an audio data coding apparatus and a decoding apparatus capable of reducing quantization noise. And

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明のオーディオデー
タ符号化装置は、オーディオデータを周波数軸上に直交
変換し、これにより得られる係数データを指数部データ
と仮数部データとに分けて符号化するオーディオデータ
符号化装置であって、上記仮数部データがとり得る値域
を、上記仮数部データが実際に発生する確率分布に応じ
た不等間隔で複数に分割し、上記複数に分割した各区間
にそれぞれコードを割り当てるようにして、上記オーデ
ィオデータの量子化符号化を行う不等間隔量子化符号化
手段を有するものである。
An audio data coding apparatus according to the present invention performs an orthogonal transform on audio data on a frequency axis, and coefficient data obtained by this coding is divided into exponent part data and mantissa part data for coding. In the audio data encoding device, the range of values that the mantissa data can take is divided into a plurality of sections at unequal intervals according to the probability distribution in which the mantissa data actually occurs, and each of the sections is divided into a plurality of sections. To each of which a code is assigned to each of the audio data and the unequal interval quantization coding means for performing the quantization coding of the audio data.

【0018】本発明の他の特徴とするところは、入力さ
れるオーディオデータに窓がけを行う窓がけ手段と、上
記窓がけ手段により窓がけが行われたデータを直交変換
して係数データを得る直交変換手段と、上記直交変換手
段により得られた係数データをブロック浮動小数点変換
して各周波数帯域ごとに指数部データと仮数部データと
を得るブロック浮動小数点変換手段と、上記ブロック浮
動小数点変換手段により得られた上記指数部データに基
づき上記仮数部データの量子化ビット長を割り当てるビ
ット割り当て手段と、上記仮数部データが発生する確率
分布に応じて決定されるテーブルを具備し、上記ビット
割り当て手段により割り当てられた上記仮数部データの
量子化ビット長の情報と上記仮数部データが属する周波
数帯域の情報とを基に上記テーブルを検索して上記仮数
部データの量子化符号化を行う不等間隔量子化符号化手
段とを有するものである。
Another feature of the present invention is to obtain coefficient data by orthogonally transforming the windowing means for windowing the input audio data and the data windowed by the windowing means. Orthogonal transforming means, block floating point transforming means for block floating point transforming the coefficient data obtained by the orthogonal transforming means to obtain exponent part data and mantissa part data for each frequency band, and the block floating point transforming means. The bit allocation means comprises: a bit allocation means for allocating a quantized bit length of the mantissa part data based on the exponent part data obtained by; and a table determined according to a probability distribution in which the mantissa part data occurs. Information of the quantization bit length of the mantissa data and the information of the frequency band to which the mantissa data belongs In searching for the table are those having a non-equidistant quantization coding means for performing quantization encoding of the mantissa data.

【0019】本発明のその他の特徴とするところは、上
記テーブルが、上記仮数部データがとり得る値域を上記
仮数部データの発生確率が均等になるように複数に分割
した各区間に、上記仮数部データの量子化ビット長に応
じて決定される複数のコードをそれぞれ割り当てること
により決定されることを特徴とするものである。
Another feature of the present invention is that the table stores the mantissa in each of the sections obtained by dividing the value range of the mantissa data into a plurality of sections so that the occurrence probabilities of the mantissa data are equal. It is characterized in that it is determined by assigning a plurality of codes respectively determined according to the quantization bit length of the partial data.

【0020】本発明のその他の特徴とするところは、上
記テーブルが、上記仮数部データの発生確率がゼロの区
間に対して全ビットゼロのコードが割り当てられている
ことを特徴とするものである。
Another feature of the present invention is that in the table, all zero bits are assigned to a section in which the mantissa data generation probability is zero.

【0021】また、本発明のオーディオデータ復号化装
置は、直交変換により得られる係数データが指数部デー
タと仮数部データとに分けられて符号化されたオーディ
オデータを復号化するオーディオデータ復号化装置であ
って、上記仮数部データが実際に発生する確率分布に応
じて符号化されたオーディオデータの逆量子化復号化を
行う不等間隔逆量子化復号化手段を有するものである。
Further, the audio data decoding device of the present invention is an audio data decoding device for decoding the audio data obtained by dividing the coefficient data obtained by the orthogonal transformation into exponent part data and mantissa part data and decoding the coded audio data. In addition, it has an unequal interval inverse quantization decoding means for performing inverse quantization decoding of audio data encoded according to the probability distribution in which the mantissa data actually occurs.

【0022】本発明の他の特徴とするところは、入力さ
れる指数部データに基づき仮数部データの量子化ビット
長を割り当てるビット割り当て手段と、上記仮数部デー
タが発生する確率分布に応じて決定されるテーブルを具
備し、上記ビット割り当て手段により割り当てられた上
記仮数部データの量子化ビット長の情報と上記仮数部デ
ータが属する周波数帯域の情報とを基に上記テーブルを
検索し、量子化符号化された上記仮数部データを逆量子
化復号化する不等間隔逆量子化復号化手段と、上記不等
間隔逆量子化復号化手段により逆量子化復号化された仮
数部データと指数部データとを係数データに変換するブ
ロック浮動小数点逆変換手段と、上記ブロック浮動小数
点逆変換手段により変換された係数データを逆直交変換
する逆直交変換手段と、上記逆直交変換回路により逆直
交変換されたデータに窓がけを行う窓がけ手段とを有す
るものである。
Another feature of the present invention is that it is determined according to the bit allocation means for allocating the quantization bit length of the mantissa data based on the input exponent data and the probability distribution of the mantissa data. A quantization table, the table is searched based on the information of the quantization bit length of the mantissa data assigned by the bit assigning means and the information of the frequency band to which the mantissa data belongs, and the quantization code Unequal-interval inverse-quantization decoding means for inverse-quantizing-decoding the converted mantissa data, and mantissa data and exponent-part data inverse-quantized and decoded by the unequal-interval inverse-quantization decoding means And a block floating point inverse transforming means for transforming the coefficient data into coefficient data, and an inverse orthogonal transforming means for inverse orthogonal transforming the coefficient data transformed by the block floating point inverse transforming means. When those having a windowing unit for performing windowing in the inverse orthogonal transformed data by the inverse orthogonal transform circuit.

【0023】本発明のその他の特徴とするところは、上
記テーブルが、上記仮数部データがとり得る値域を上記
仮数部データの発生確率が均等になるように複数に分割
した各区間に、上記仮数部データの量子化ビット長に応
じて決定される複数のコードをそれぞれ割り当てること
により決定されることを特徴とするものである。
Another feature of the present invention is that, in the table, the mantissa is divided into a plurality of sections in which the value range of the mantissa data is divided so that the occurrence probabilities of the mantissa data are equal. It is characterized in that it is determined by assigning a plurality of codes respectively determined according to the quantization bit length of the partial data.

【0024】本発明のその他の特徴とするところは、上
記テーブルが、上記仮数部データの発生確率がゼロの区
間に対して全ビットゼロのコードが割り当てられている
ことを特徴とするものである。
Another feature of the present invention is that in the table, a code of all bits of zero is assigned to a section where the probability of occurrence of the mantissa data is zero.

【0025】[0025]

【作用】本発明のオーディオデータ符号化装置は上記技
術手段より成るので、仮数部データがとり得る値域の中
で実際に発生する値の確率分布に応じてオーディオデー
タの量子化符号化が行われるようになる。例えば、請求
項2に記載の発明によれば、仮数部データの量子化ビッ
ト長の情報と仮数部データの属する周波数帯域の情報と
を基に、仮数部データの実際の発生確率分布に応じて決
定されるテーブルが参照され、このテーブルに従って上
記仮数部データが量子化符号化されるようになる。この
ため、発生確率の小さいデータに多くのコードが割り当
てられることがなくなり、量子化誤差の発生が少なくな
る。
Since the audio data encoding device of the present invention comprises the above technical means, the audio data is quantized and encoded according to the probability distribution of the values actually generated in the range of the mantissa data. Like For example, according to the invention described in claim 2, based on the information of the quantization bit length of the mantissa part data and the information of the frequency band to which the mantissa part data belongs, according to the actual occurrence probability distribution of the mantissa part data. The determined table is referred to, and the mantissa data is quantized and coded according to this table. Therefore, a large number of codes are not assigned to the data having a small occurrence probability, and the occurrence of quantization error is reduced.

【0026】また、本発明のオーディオデータ復号化装
置によれば、仮数部データがとり得る値域の中で実際に
発生する値の確率分布に応じてオーディオデータの逆量
子化復号化が行われるようになる。例えば、請求項6に
記載の発明によれば、仮数部データの量子化ビット長の
情報と仮数部データの属する周波数帯域の情報とを基
に、仮数部データの実際の発生確率分布に応じて決定さ
れるテーブルが参照され、このテーブルに従って上記量
子化符号化された仮数部データが逆量子化復号化される
ようになり、量子化誤差の発生が防止される。
Further, according to the audio data decoding apparatus of the present invention, the inverse quantization decoding of the audio data is performed according to the probability distribution of the values actually generated in the range of the mantissa data. become. For example, according to the invention described in claim 6, based on the information of the quantization bit length of the mantissa data and the information of the frequency band to which the mantissa data belongs, according to the actual occurrence probability distribution of the mantissa data. The determined table is referred to, and the quantized and encoded mantissa data is dequantized and decoded according to this table, and the occurrence of a quantization error is prevented.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。本実施
例では、以下に述べるように、仮数部データの値域であ
る−1から+1の間を、仮数部データが実際に発生する
確率分布に応じて不等間隔に再分割することにより、係
数データを量子化するためのテーブルを作成している。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below. In the present embodiment, as will be described below, by subdividing the range from −1 to +1 which is the range of the mantissa part data into unequal intervals according to the probability distribution in which the mantissa part data actually occurs, the coefficient Creating a table to quantize the data.

【0028】上記仮数部データが発生する確率分布は、
1つの周波数帯域内の係数データの数に応じて変化する
ので、本実施例によれば、発生確率の小さいデータに多
くのコードを割り当てることがなくなる。これにより、
仮数部データをその帯域において実際に発生するデータ
により近づけることができ、量子化誤差による雑音を低
減することができる。このため、聴感上の音質を向上さ
せることができる。
The probability distribution that the mantissa data is generated is
Since it changes according to the number of coefficient data in one frequency band, according to the present embodiment, it is not necessary to allocate a large number of codes to data having a small occurrence probability. This allows
The mantissa data can be brought closer to the data actually generated in that band, and the noise due to the quantization error can be reduced. Therefore, it is possible to improve the audible sound quality.

【0029】例えば、仮数部データの量子化ビット長が
2ビットの場合、“11”を禁止符号とすれば、“0
1”“00”“10”の3通りの符号が考えられる。こ
の場合に、仮数部データの−1から+1の範囲を均等に
分割すると、−1<k<−0.333の範囲にコード
“01”が割り当てられ、この範囲の平均値−0.66
7が復号化後の仮数部データとされる。
For example, when the quantization bit length of the mantissa data is 2 bits, if "11" is used as the inhibition code, "0" is set.
There are three possible codes, 1 ”,“ 00 ”, and“ 10. ”In this case, if the range of −1 to +1 of the mantissa data is divided evenly, the code is in the range of −1 <k <−0.333. “01” is assigned, and the average value of this range is −0.66.
7 is the mantissa data after decoding.

【0030】同様に、−0.333<k<+0.333
の範囲には、コード“00”が割り当てられるととも
に、この範囲の平均値0が復号化後の仮数部データとさ
れる。また、+0.333<k<+1の範囲には、コー
ド“10”が割り当てられるとともに、この範囲の平均
値+0.667が復号化後の仮数部データとされる。
Similarly, -0.333 <k <+0.333
A code "00" is assigned to the range of, and the average value 0 of this range is used as the mantissa data after decoding. Further, the code “10” is assigned to the range of +0.333 <k <+1, and the average value +0.667 of this range is used as the decoded mantissa data.

【0031】しかし、実際には、−0.5から+0.5
の範囲での仮数部データの発生確率はゼロであり、負の
側での平均値は、−1から−0.5の範囲の平均値であ
る−0.75となる。したがって、−0.667を仮数
部データとして指数部データを掛け合わせて復号化した
のでは、−0.75を仮数部データとして指数部データ
を掛け合わせて復号化した場合に比べてゼロよりに偏っ
てしまうため、量子化誤差が発生する。
However, in practice, -0.5 to +0.5
The probability of occurrence of mantissa data in the range is 0, and the average value on the negative side is -0.75, which is the average value in the range from -1 to -0.5. Therefore, if -0.667 is used as the mantissa data and is multiplied by the exponent part data to decode, then -0.75 is used as the mantissa part data and is decrypted by multiplying the exponent part data. Since it is biased, a quantization error occurs.

【0032】これに対して、本実施例では、仮数部デー
タの実際の発生確率に合わせて、その発生確率が均等に
なるように上記仮数部データのとり得る値域を再分割し
た各区間にそれぞれコードを割り当てて量子化符号化す
るようにしているので、上述のような量子化誤差の発生
を防止することができる。
On the other hand, in the present embodiment, in accordance with the actual occurrence probability of the mantissa data, the range of possible values of the mantissa data is subdivided into sections so that the occurrence probabilities are equal. Since the code is assigned and quantized and encoded, it is possible to prevent the above-described quantization error from occurring.

【0033】以上のことを、図面に基づいて説明する。
まず、オーディオデータの符号化から説明する。図1
(a)に示す符号化装置において、オーディオデータ入
力端子1より入力されたオーディオデータは、窓がけ回
路2により、例えば512サンプルを1つのブロックと
したブロック単位で窓がけが行われる。すなわち、窓が
け回路2では、前ブロックのデータに現ブロックのデー
タの50%がオーバーラップ加算される。これにより、
復号化時のブロック間のつなぎがスムーズになるように
なされている。
The above will be described with reference to the drawings.
First, the encoding of audio data will be described. FIG.
In the encoding device shown in (a), the audio data input from the audio data input terminal 1 is windowed by the windowing circuit 2 in block units, for example, 512 samples as one block. That is, in the windowing circuit 2, 50% of the data of the current block is overlap-added to the data of the previous block. This allows
The connection between blocks at the time of decoding is made smooth.

【0034】上記窓がけ回路2による窓がけ処理の結果
は、MDCT回路3に入力される。MDCT回路3で
は、MDCT(モディファイド離散余弦変換)により直
交変換が施され、その結果得られるMDCT係数データ
がブロック浮動小数点変換回路4に入力される。以下に
述べるように、上記MDCT係数データは、指数部と仮
数部とに分けて符号化される。
The result of the windowing processing by the windowing circuit 2 is input to the MDCT circuit 3. In the MDCT circuit 3, orthogonal transform is performed by MDCT (Modified Discrete Cosine Transform), and the resulting MDCT coefficient data is input to the block floating point transform circuit 4. As described below, the MDCT coefficient data is coded by dividing it into an exponent part and a mantissa part.

【0035】すなわち、ブロック浮動小数点変換回路4
では、MDCT回路3より入力される512個のMDC
T係数データのうち、例えば、ゼロ周波数から240個
のMDCT係数データがいくつかの帯域(例えば64帯
域)に分割され、1帯域につき1つの指数部データと複
数の仮数部データとのブロック浮動小数点データに変換
される。
That is, the block floating point conversion circuit 4
Then, 512 MDCs input from the MDCT circuit 3
Of the T coefficient data, for example, 240 MDCT coefficient data from the zero frequency are divided into several bands (for example, 64 bands), and a block floating point of one exponent part data and a plurality of mantissa part data per one band. Converted to data.

【0036】ここで、ブロック浮動小数点変換について
説明する。ブロック浮動小数点変換では、まず、1帯域
内にある各係数データの絶対値の中から最大値を見つけ
る。次に、その最大値データを浮動小数点データFとし
て次式のように表現する。
The block floating point conversion will now be described. In the block floating point conversion, first, the maximum value is found from the absolute values of the coefficient data within one band. Next, the maximum value data is represented as floating point data F by the following equation.

【0037】F=M×2exp(−N) ただし、 F:浮動小数点データ M:仮数部データ、0.5≦M<1,−1≦M<−0.
5 N:指数部データ、正の整数
F = M × 2exp (−N) where F: floating point data M: mantissa data, 0.5 ≦ M <1, −1 ≦ M <-0.
5 N: exponent data, positive integer

【0038】最後に、最大値データ(浮動小数点デー
タ)Fの指数部2exp(−N)により1帯域内にある
他の係数データを割って、それらの除算結果を仮数部デ
ータとする。以上の処理により、1帯域内につき1つの
指数部データと1帯域内の係数データの個数に等しい数
の仮数部データとを算出する。
Finally, other coefficient data within one band is divided by the exponent part 2exp (-N) of the maximum value data (floating point data) F, and the division result thereof is used as mantissa part data. Through the above processing, one exponent part data in one band and mantissa part data of the number equal to the number of coefficient data in one band are calculated.

【0039】このとき、1帯域内の係数データの個数
は、例えば、1個から8個であり、低周波数領域から高
周波数領域に行くほど1帯域内の係数データの個数が増
加する帯域分割方法をとっている。例えば、低周波数か
ら高周波数へと順に、1帯域内の係数データが1個の帯
域を16個、1帯域内の係数データが2個の帯域を16
個、1帯域内の係数データが4個の帯域を16個、1帯
域内の係数データが8個の帯域を16個という風にであ
る。この場合、全体では指数部データは64個、仮数部
データは240個になる。
At this time, the number of coefficient data in one band is, for example, 1 to 8, and the number of coefficient data in one band increases from the low frequency region to the high frequency region. Is taking. For example, from low frequency to high frequency, 16 bands of 1 coefficient data in 1 band are 16 bands of 1 coefficient data in 1 band.
That is, 16 bands each having 4 pieces of coefficient data in one band and 16 bands having 8 pieces of coefficient data in one band. In this case, there are 64 exponent part data and 240 mantissa part data as a whole.

【0040】図2に、上述した帯域分割の様子を示す。
このように帯域分割しているのは、人の聴覚特性が高域
では鈍るため、聴覚特性の鋭い低域ほど1つの指数部で
表すデータを少なくし、高域にいくほど1つの指数部で
多数のデータを表すようにするためである。
FIG. 2 shows the above-mentioned band division.
Since the human auditory characteristics are dull in the high range, the band division is performed in such a manner that the data represented by one exponent part is reduced in the low range where the auditory characteristics are sharp, and one exponent part is included in the higher range. This is to represent a large number of data.

【0041】なお、周波数の低い方から16個の係数デ
ータは、それぞれ1つの指数部データと1つの仮数部デ
ータとで表されるので、実データとの誤差は全くない。
これに対して、高域側の16個の帯域では、各帯域内の
8つ係数データは1つの指数部データと8つの仮数部デ
ータとで表されるので、変換誤差が発生することにな
る。しかし、この変換誤差は、人が認識できないレベル
の誤差なので、実用上は問題がない。
Since the 16 pieces of coefficient data from the lowest frequency are represented by one exponent part data and one mantissa part data, respectively, there is no error from the actual data.
On the other hand, in the 16 bands on the high frequency side, the eight coefficient data in each band are represented by one exponent part data and eight mantissa part data, so that a conversion error occurs. . However, since this conversion error is an error that cannot be recognized by humans, there is no problem in practical use.

【0042】次に、上述のようにして変換されたブロッ
ク浮動小数点データの指数部データはビット割り当て回
路5に入力され、仮数部データは不等間隔量子化符号化
回路9に入力される。ビット割り当て回路5では、ブロ
ック浮動小数点変換回路4より入力される指数部データ
を基に、聴覚マスキング等を利用して、仮数部データの
量子化ビット長が決定され、その決定された量子化ビッ
ト長が不等間隔量子化符号化回路9に入力される。
Next, the exponent part data of the block floating point data converted as described above is input to the bit allocation circuit 5, and the mantissa part data is input to the unequal interval quantization encoding circuit 9. In the bit allocation circuit 5, the quantization bit length of the mantissa data is determined based on the exponent data input from the block floating point conversion circuit 4 by using auditory masking, and the determined quantization bit length is determined. The length is input to the unequal interval quantization encoding circuit 9.

【0043】不等間隔量子化符号化回路9では、次の表
1に示す不等間隔量子化符号化表(実際には、不等間隔
量子化符号化回路9内にテーブル情報として記憶されて
いる)を用いて、ビット割り当て回路5より入力される
仮数部データの量子化ビット長の情報と上記仮数部デー
タが属する帯域の情報とに応じて、仮数部データの量子
化符号化処理を行う。なお、表1については後ほど詳細
に説明する。
In the non-equidistant quantization coding circuit 9, the non-equidistant quantization coding table shown in the following Table 1 (actually, it is stored as table information in the non-equidistant quantization coding circuit 9). Is used to perform the quantization coding process of the mantissa data according to the information of the quantization bit length of the mantissa data input from the bit allocation circuit 5 and the information of the band to which the mantissa data belongs. . Note that Table 1 will be described in detail later.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】ただし、全てのビットが“1”の符号、す
なわち“11”または“111”の符号は他の識別に用
いるため、本変換ではこれらを禁止符号としている。ま
た、表1以外の場合(仮数部データの量子化ビット長が
2または3で、1帯域内の係数データが1、2または4
個以外の場合)は、従来と同じように、等間隔量子化符
号化を行うものとする。
However, since a code in which all bits are "1", that is, a code of "11" or "111" is used for other identification, these are used as prohibited codes in this conversion. In addition, in cases other than Table 1 (the quantization bit length of the mantissa data is 2 or 3, and the coefficient data in one band is 1, 2 or 4)
(In the case of other than the above), equal-interval quantization coding is performed as in the conventional case.

【0046】以上のようにして不等間隔量子化符号化回
路9により仮数部データの量子化符号化が行われると、
2つのデータ出力端子7、8から指数部データと仮数部
データの量子化符号化データとが出力され、これが図示
しない記録媒体に蓄積されたり、伝送路を介して送信さ
れたりする。
When the quantized coding of the mantissa data is performed by the unequal interval quantization coding circuit 9 as described above,
The two data output terminals 7 and 8 output exponent part data and quantized coded data of mantissa part data, which are accumulated in a recording medium (not shown) or transmitted via a transmission path.

【0047】次に、表1に示した不等間隔量子化符号化
規則を用いてブロック浮動小数点変換回路4から出力さ
れる仮数部データを不等間隔量子化符号化回路9で量子
化符号化する方法を説明する。
Next, the mantissa data output from the block floating point conversion circuit 4 is quantized and encoded by the unequal interval quantization encoding circuit 9 using the unequal interval quantization encoding rules shown in Table 1. I will explain how to do.

【0048】例えば、ビット割り当て回路5より入力さ
れた仮数部データの量子化ビット長が2で、1帯域内の
係数データが1個である場合に、ブロック浮動小数点変
換回路4より入力された仮数部データが+0.5から+
1の間にあれば、不等間隔量子化符号化回路9は、表1
に従って符号“01”を出力する。この符号“01”は
復号化されると、仮数部データとして0.75を表すこ
とになる。
For example, when the quantization bit length of the mantissa data input from the bit allocation circuit 5 is 2 and the coefficient data in one band is 1, the mantissa input from the block floating point conversion circuit 4 Part data is from +0.5 to +
If it is between 1, the unequal interval quantization coding circuit 9 is
Then, the code "01" is output. When this code “01” is decoded, it represents 0.75 as mantissa data.

【0049】同様に、ブロック浮動小数点変換回路4よ
り入力された仮数部データが0であれば、符号は“0
0”で、復号化後の仮数部データは0となる。また、入
力された仮数部データが−1から−0.5の間にあれ
ば、符号は“10”で、復号化後の仮数部データは−
0.75となる。
Similarly, if the mantissa data input from the block floating point conversion circuit 4 is 0, the code is "0".
At 0 ", the mantissa data after decoding becomes 0. Also, if the input mantissa data is between -1 and -0.5, the code is" 10 "and the mantissa after decoding. Part data is −
It becomes 0.75.

【0050】また、ビット割り当て回路5より入力され
た仮数部データの量子化ビット長が2で、1帯域内の係
数データが2個の場合に、表1の「量子化符号化前の仮
数部データ」の欄を参照し、ブロック浮動小数点変換回
路4より入力された仮数部データが+0.5556から
+1の間にあれば、不等間隔量子化符号化回路9は、表
1に従って符号“01”を出力する。
Further, when the quantization bit length of the mantissa data input from the bit allocation circuit 5 is 2 and the coefficient data in one band is two, the "mantissa part before quantization encoding" in Table 1 is performed. If the mantissa data input from the block floating point conversion circuit 4 is between +0.5556 and +1 by referring to the column of "Data", the unequal-interval quantization coding circuit 9 follows the code "01" according to Table 1. Is output.

【0051】また、ビット割り当て回路5より入力され
た仮数部データの量子化ビット長が3で、1帯域内の係
数データが2個の場合に、表1の「量子化符号化前の仮
数部データ」の欄を参照し、ブロック浮動小数点変換回
路4より入力された仮数部データが+0.80952か
ら+1の間にあれば、不等間隔量子化符号化回路9は、
表1に従って符号“011”を出力する。
Further, when the quantization bit length of the mantissa data input from the bit allocation circuit 5 is 3 and the coefficient data in one band is two, the "mantissa part before quantization coding" in Table 1 is shown. If the mantissa data input from the block floating point conversion circuit 4 is between +0.80952 and +1 by referring to the column of “Data”, the unequal interval quantization encoding circuit 9
The code “011” is output according to Table 1.

【0052】同様に、ブロック浮動小数点変換回路4よ
り入力された仮数部データが+0.61905から+
0.80952の間にあれば、不等間隔量子化符号化回
路9は、表1に従って符号“010”を出力する。以下
同様に、ブロック浮動小数点変換回路4より入力された
仮数部データが7分割された区間のどの区間に属するか
に応じて対応する符号を出力する。
Similarly, the mantissa data input from the block floating point conversion circuit 4 is from +0.61905 to +.
If it is between 0.80952, the unequal interval quantization encoding circuit 9 outputs the code “010” according to Table 1. Similarly, the corresponding code is output according to which section of the 7-divided section the mantissa data input from the block floating point conversion circuit 4 belongs.

【0053】その他の場合も同様にして、不等間隔量子
化符号化回路9は、ビット割り当て回路5より入力され
る仮数部データの量子化ビット長の情報と、ブロック浮
動小数点変換回路4より入力される仮数部データが属す
る帯域の情報とを基に、表1のように決定されたテーブ
ルを参照する。そして、入力された仮数部データがどの
範囲に属するかに応じて符号を選出して出力する。
In other cases as well, the unequal interval quantization coding circuit 9 inputs the quantization bit length information of the mantissa data input from the bit allocation circuit 5 and the block floating point conversion circuit 4 in the same manner. The table determined as shown in Table 1 is referred to based on the information on the band to which the mantissa data belongs. Then, a code is selected and output according to which range the input mantissa data belongs.

【0054】次に、表1に示した不等間隔量子化符号化
表の作成方法について説明する。例えば、仮数部データ
の量子化ビット長が2で、1帯域内の係数データが1個
の場合、仮数部データの発生確率は、+0.5から+1
の間と、−1から−0.5の間とでそれぞれ均等に分布
する。そこで、+0.5から+1の間における復号化前
の仮数部データに対して、その区間の平均値0.75を
復号化後の仮数部データとし、また、−1から−0.5
の間における復号化前の仮数部データに対して、その区
間の平均値−0.75を復号化後の仮数部データとす
る。
Next, a method of creating the unequal interval quantization coding table shown in Table 1 will be described. For example, when the quantization bit length of the mantissa data is 2 and the coefficient data in one band is 1, the probability of occurrence of the mantissa data is +0.5 to +1.
And even between -1 and -0.5. Therefore, with respect to the mantissa data before decoding between +0.5 and +1, the average value 0.75 of the section is used as the mantissa data after decoding, and from -1 to -0.5.
With respect to the mantissa data before decoding during the period, the average value −0.75 of the section is set as the mantissa data after decoding.

【0055】また、仮数部データの量子化ビット長が2
で、1帯域内の係数データが2個の場合、仮数部データ
の発生確率は、−1から−0.5の間、−0.5から+
0.5の間、+0.5から+1の間でそれぞれ3/8、
1/4、3/8となる。これら各区間の発生確率が−1
から+1の間で同じ発生確率になるように3分割(量子
化ビット長が2の場合は符号“11”の使用が禁止され
ているので、“00”“01”“10”の3通りの符号
が割り当てられるので、3分割となる)し直すと、新し
い区間は、−1から−0.55556の区間、−0.5
556から+0.5556の区間および+0.5556
から+1の区間になる。
The quantization bit length of the mantissa data is 2
When the number of coefficient data in one band is two, the probability of occurrence of the mantissa data is between -1 and -0.5, between -0.5 and +.
Between 0.5 and 3/8 between +0.5 and +1 respectively,
It becomes 1/4 and 3/8. The probability of occurrence of each of these sections is -1
3 divisions with the same probability of occurrence from 1 to +1 (when the quantization bit length is 2, use of the code “11” is prohibited, so there are 3 types of “00” “01” “10”). (Since the code is assigned, it is divided into three). When it is redone, the new section is from -1 to -0.55556, -0.5.
The interval from 556 to +0.5556 and +0.5556
It becomes a section from +1.

【0056】そして、それぞれの区間の発生確率から各
区間の平均値を計算すると、−0.77778、0、
0.77778となり、これらを復号化後の仮数部デー
タとする。すなわち、復号化時において符号“10”が
送られてきた場合には、指数部データから決定された仮
数部データの量子化ビット長が2で、1帯域内の係数デ
ータが2個であれば、仮数部データを−0.77778
として復号化すれば、元のデータに復元できる。他の符
号“00”または“01”が送られてきた場合について
も同様に、仮数部データを0または0.77778とし
て復号化すれば元のデータに復元できる。
When the average value of each section is calculated from the occurrence probability of each section, -0.77778,0,
This is 0.77778, and these are the mantissa data after decoding. That is, when the code “10” is sent at the time of decoding, if the quantization bit length of the mantissa part data determined from the exponent part data is 2 and the coefficient data in one band is two. , The mantissa data is -0.77778
If it is decrypted as, it can be restored to the original data. Similarly, when another code "00" or "01" is sent, the original data can be restored by decoding the mantissa data as 0 or 0.77778.

【0057】また、仮数部データの量子化ビット長が3
で、1帯域内の係数データが4個の場合、仮数部データ
の発生確率は、−1から−0.5の間、−0.5から+
0.5の間、+0.5から+1の間でそれぞれ5/1
6、3/8、5/16となる。これら各区間の発生確率
が−1から+1の間で同じ発生確率になるように7分割
(量子化ビット長が3の場合は符号“111”の使用が
禁止されているので、“111”を除く7通りの符号が
割り当てられるので、7分割となる)し直すと、新しい
区間は、−1から−0.77143の区間、−0.77
143から−0.54286の区間、−0.54286
から−0.19048の区間、−0.19048から+
0.19048の区間、+0.19048から+0.5
4286の区間、+0.54286から+0.7714
3の区間および+0.77143から+1の区間にな
る。
The quantization bit length of the mantissa part data is 3
Then, when there are four coefficient data in one band, the probability of occurrence of the mantissa data is between -1 and -0.5, between -0.5 and +.
5/1 between 0.5 and +0.5 to +1
It becomes 6, 3/8, 5/16. It is divided into 7 so that the occurrence probability of each of these sections is the same between -1 and +1 (when the quantization bit length is 3, use of the code "111" is prohibited, so "111" is Since seven codes other than the above are assigned, the number of divisions is seven.) When re-doing, the new section is a section from -1 to -0.77143, -0.77.
143 to -0.54286 section, -0.54286
From -0.19048, from -0.19048 to +
0.19048 section, +0.19048 to +0.5
4286 section, +0.54286 to +0.7714
It becomes the section of 3 and the section of +0.77143 to +1.

【0058】そして、それぞれの区間の発生確率から各
区間の平均値を計算すると、−0.88571、−0.
65714、−0.38095、0、0.38095、
0.65714、0.88571となり、これらの平均
値をそれぞれ符号“100”“101”“110”“0
00”“001”“010”“011”を復号化した場
合の仮数部データとする。
Then, when the average value of each section is calculated from the occurrence probability of each section, -0.88571, -0.
65714, -0.38095, 0, 0.38095,
0.65714 and 0.88571, and the average values of these are coded as "100", "101", "110", "0", respectively.
00 "" 001 "" 010 "" 011 "is the mantissa data when decrypted.

【0059】上記以外の場合も、例えば仮数部データの
量子化ビット長が2の場合には、1帯域内の係数データ
の個数がn個であるとすると、−1から−0.5の間、
−0.5から+0.5の間、+0.5から+1の間の仮
数部データの発生確率は、それぞれ(n+1)/4n、
(n−1)/4n、(n+1)/4nとなる。そこで、
これら各区間の発生確率が−1から+1の間で同じ発生
確率になるように分割し直す。そして、それぞれの区間
の発生確率から平均値を計算し、それらを復号化後の仮
数部データとする。仮数部データの量子化ビット長が4
以上の場合も、同様の規則に従って変換テーブルを作成
することが可能である。
In cases other than the above, for example, when the quantization bit length of the mantissa data is 2, assuming that the number of coefficient data in one band is n, then between -1 and -0.5. ,
The occurrence probabilities of the mantissa data between −0.5 and +0.5 and between +0.5 and +1 are (n + 1) / 4n,
(N-1) / 4n and (n + 1) / 4n. Therefore,
Re-division is performed so that the occurrence probability of each of these sections is the same between -1 and +1. Then, an average value is calculated from the occurrence probabilities of the respective sections, and these are used as the decoded mantissa data. Quantization bit length of mantissa data is 4
Also in the above cases, the conversion table can be created according to the same rule.

【0060】なお、本実施例においては、表1に示した
ような仮数部データの量子化ビット長が2または3で、
1帯域内の係数データが1、2または4個以外の場合に
は、等間隔量子化符号化を行っている。もちろん、全て
の場合に前述した不等間隔量子化符号化を行うことも可
能である。
In this embodiment, the quantization bit length of the mantissa data as shown in Table 1 is 2 or 3,
When the number of coefficient data in one band is other than 1, 2 or 4, equidistant quantization coding is performed. Of course, it is also possible to perform the above-mentioned unequal interval quantization coding in all cases.

【0061】次に、オーディオデータの復号化について
説明する。図1(b)に示す復号化装置において、図示
しない記録媒体に記録され、または伝送路に送信された
指数部データと仮数部データの量子化符号化データと
が、それぞれデータ入力端子10、11を介してビット
割り当て回路12と不等間隔逆量子化復号化回路18と
に入力される。
Next, decoding of audio data will be described. In the decoding device shown in FIG. 1B, the exponent part data and the quantized coded data of the mantissa part data recorded on a recording medium (not shown) or transmitted on the transmission path are input to the data input terminals 10 and 11, respectively. Is input to the bit allocation circuit 12 and the unequal-interval inverse quantization / decoding circuit 18 via.

【0062】ビット割り当て回路12では、符号化の場
合と同様に、データ入力端子10より入力される指数部
データを基に、聴覚マスキング等を利用して、仮数部デ
ータの量子化ビット長が決定され、その決定された量子
化ビット長が不等間隔逆量子化復号化回路18に入力さ
れる。
In the bit allocating circuit 12, the quantizing bit length of the mantissa part data is determined based on the exponent part data input from the data input terminal 10 by using auditory masking, as in the case of encoding. Then, the determined quantization bit length is input to the unequal interval inverse quantization decoding circuit 18.

【0063】不等間隔逆量子化復号化回路18は、デー
タ入力端子11より入力される仮数部データの量子化符
号化データと、ビット割り当て回路12より入力される
仮数部データの量子化ビット長と、仮数部データの属す
る帯域とによって、表1に示した不等間隔量子化符号化
表から復号化後の仮数部データを引き出し、これをブロ
ック浮動小数点逆変換回路14に出力する。
The unequal interval dequantization decoding circuit 18 quantizes and encodes the mantissa data input from the data input terminal 11 and the quantized bit length of the mantissa data input from the bit allocation circuit 12. And the band to which the mantissa data belongs, the mantissa data after decoding is extracted from the unequal interval quantization encoding table shown in Table 1, and is output to the block floating point inverse conversion circuit 14.

【0064】例えば、仮数部データの量子化ビット長が
3で、1帯域内の係数データが4個の場合であって、仮
数部の量子化符号化データとして“110”が入力され
た場合には、不等間隔逆量子化復号化回路18は、復号
化後の仮数部データとして−0.38905をブロック
浮動小数点逆変換回路14に出力する。
For example, when the quantization bit length of the mantissa part data is 3 and the coefficient data in one band is 4, and "110" is input as the quantized coded data of the mantissa part. The unequal interval inverse quantization decoding circuit 18 outputs -0.38905 as the decoded mantissa data to the block floating point inverse conversion circuit 14.

【0065】ブロック浮動小数点逆変換回路14では、
データ入力端子10より入力される指数部データと不等
間隔逆量子化復号化回路18より入力される仮数部デー
タとが浮動小数点または固定小数点の係数データに変換
され、これがIMDCT(モディファイド離散余弦逆変
換)回路15に入力される。
In the block floating point inverse conversion circuit 14,
The exponential part data input from the data input terminal 10 and the mantissa part data input from the unequal interval inverse quantization decoding circuit 18 are converted into floating point or fixed point coefficient data, and this is converted to IMDCT (Modified Discrete Cosine Inverse). It is input to the conversion circuit 15.

【0066】IMDCT回路15では、ブロック浮動小
数点逆変換回路14より入力される係数データに、例え
ば512サンプルを1つのブロックとしたブロック単位
で逆MDCT処理が施され、その処理結果が窓がけ回路
16に入力される。窓がけ回路16では、上記ブロック
毎に窓がけ処理が行われ、前ブロックのデータに現ブロ
ックのデータの50%がオーバーラップ加算される。そ
して、これにより得られるオーディオデータがオーディ
オデータ出力端子17より出力される。
In the IMDCT circuit 15, the coefficient data input from the block floating point inverse conversion circuit 14 is subjected to inverse MDCT processing in block units, for example, 512 samples as one block, and the processing result is subjected to the windowing circuit 16 Entered in. In the windowing circuit 16, windowing processing is performed for each block, and 50% of the data of the current block is overlap-added to the data of the previous block. The audio data thus obtained is output from the audio data output terminal 17.

【0067】なお、本実施例では、全てのビットが
“1”の符号、すなわち“11”および“111”の符
号は、他の識別に用いるために浮動小数点変換では禁止
符号としたが、これを禁止符号としない場合は、ゼロを
中心として正側および負側に同数のコードを仮数部に割
り当てることができる。このため、発生確率分布がゼロ
に対して特定のコード(全ビットが“0”のコード)を
割り当てる必要がない。
In the present embodiment, the code in which all the bits are "1", that is, the codes "11" and "111" are prohibited codes in the floating point conversion for use in other identification. If is not a prohibition code, the same number of codes can be assigned to the mantissa part on the positive side and the negative side centered on zero. Therefore, it is not necessary to assign a specific code (code in which all bits are "0") to the occurrence probability distribution of zero.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明は上述したように、仮数部データ
の実際の発生確率分布に応じてオーディオデータの量子
化符号化および逆量子化復号化を行うように構成したの
で、発生確率の小さいデータに多くのコードを割り当て
るという不都合をなくすことができ、量子化誤差を少な
くすることができる。このため、量子化による雑音を低
減することができ、聴感上の音質を向上させることがで
きる。
As described above, according to the present invention, since the quantization coding and the inverse quantization decoding of the audio data are performed according to the actual occurrence probability distribution of the mantissa data, the occurrence probability is small. The inconvenience of assigning a large number of codes to data can be eliminated, and the quantization error can be reduced. For this reason, noise due to quantization can be reduced, and audible sound quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例であるMDCTを用いたオー
ディオデータ符号化装置および復号化装置の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an audio data encoding device and a decoding device using MDCT which is an embodiment of the present invention.

【図2】MDCT係数の帯域分割例を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of band division of MDCT coefficients.

【図3】MDCTを用いた従来のオーディオデータ符号
化装置および復号化装置の構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a conventional audio data encoding device and decoding device using MDCT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 オーディオデータ入力端子 2 窓がけ回路 3 MDCT回路 4 ブロック浮動小数点変換回路 5 ビット割り当て回路 6 等間隔量子化符号化回路 7 データ出力端子 8 データ出力端子 9 不等間隔量子化符号化回路 10 データ入力端子 11 データ入力端子 12 ビット割り当て回路 13 等間隔逆量子化復号化回路 14 ブロック浮動小数点逆変換回路 15 IMDCT回路 16 窓がけ回路 17 オーディオデータ出力端子 18 不等間隔逆量子化復号化回路 1 audio data input terminal 2 windowing circuit 3 MDCT circuit 4 block floating point conversion circuit 5 bit allocation circuit 6 equidistant quantization coding circuit 7 data output terminal 8 data output terminal 9 non-equidistant quantization coding circuit 10 data input Terminal 11 Data input terminal 12 Bit allocation circuit 13 Equal interval inverse quantization decoding circuit 14 Block floating point inverse conversion circuit 15 IMDCT circuit 16 Windowing circuit 17 Audio data output terminal 18 Unequal interval inverse quantization decoding circuit

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年6月20日[Submission date] June 20, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Name of item to be corrected] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0025】[0025]

【作用】本発明のオーディオデータ符号化装置は上記技
術手段より成るので、仮数部データがとり得る値域の中
で実際に発生する値の確率分布に応じてオーディオデー
タの量子化符号化が行われるようになる。例えば、請求
項2に記載の発明によれば、仮数部データの量子化ビッ
ト長の情報と仮数部データの属する周波数帯域の情報と
を基に、仮数部データの実際の発生確率分布に応じて決
定されるテーブルが参照され、このテーブルに従って上
記仮数部データが量子化符号化されるようになる。これ
により量子化による雑音を低減することができ、聴感上
の音質が向上する。
Since the audio data encoding device of the present invention comprises the above technical means, the audio data is quantized and encoded according to the probability distribution of the values actually generated in the range of the mantissa data. Like For example, according to the invention described in claim 2, based on the information of the quantization bit length of the mantissa part data and the information of the frequency band to which the mantissa part data belongs, according to the actual occurrence probability distribution of the mantissa part data. The determined table is referred to, and the mantissa data is quantized and coded according to this table. As a result, noise due to quantization can be reduced, and audible sound quality is improved.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】また、本発明のオーディオデータ復号化装
置によれば、仮数部データがとり得る値域の中で実際に
発生する値の確率分布に応じてオーディオデータの逆量
子化復号化が行われるようになる。例えば、請求項6に
記載の発明によれば、仮数部データの量子化ビット長の
情報と仮数部データの属する周波数帯域の情報とを基
に、仮数部データの実際の発生確率分布に応じて決定さ
れるテーブルが参照され、このテーブルに従って上記量
子化符号化された仮数部データが逆量子化復号化される
ようになり、量子化による誤差が低減される。
Further, according to the audio data decoding apparatus of the present invention, the inverse quantization decoding of the audio data is performed according to the probability distribution of the values actually generated in the range of the mantissa data. become. For example, according to the invention described in claim 6, based on the information of the quantization bit length of the mantissa data and the information of the frequency band to which the mantissa data belongs, according to the actual occurrence probability distribution of the mantissa data. The determined table is referred to, and according to this table, the quantized and encoded mantissa data is dequantized and decoded, and the error due to quantization is reduced.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】上記仮数部データが発生する確率分布は、
1つの周波数帯域内の係数データの数に応じて変化する
ので、量子化による雑音を低減することができ、聴感上
の音質を向上させることができる。
The probability distribution that the mantissa data is generated is
Since it changes according to the number of coefficient data in one frequency band, noise due to quantization can be reduced, and the sound quality in hearing can be improved.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0031】しかし、実際には、−0.5から+0.5
の範囲での仮数部データの発生確率はゼロであり、負の
側での平均値は、−1から−0.5の範囲の平均値であ
る−0.75となる。したがって、−0.667を仮数
部データとして指数部データを掛け合わせて復号化した
のでは、−0.75を仮数部データとして指数部データ
を掛け合わせて復号化した場合に比べてゼロよりに偏っ
てしまうため、量子化による雑音が大きい。
However, in practice, -0.5 to +0.5
The probability of occurrence of mantissa data in the range is 0, and the average value on the negative side is -0.75, which is the average value in the range from -1 to -0.5. Therefore, if -0.667 is used as the mantissa data and is multiplied by the exponent part data to decode, then -0.75 is used as the mantissa part data and is decrypted by multiplying the exponent part data. Since it is biased, noise due to quantization is large.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Name of item to be corrected] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0032】これに対して、本実施例では、仮数部デー
タの実際の発生確率に合わせて、その発生確率が均等に
なるように上記仮数部データのとり得る値域を再分割し
た各区間にそれぞれコードを割り当てて量子化符号化す
るようにしているので、上述のような量子化による雑音
を低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, in accordance with the actual occurrence probability of the mantissa data, the range of possible values of the mantissa data is subdivided into sections so that the occurrence probabilities are equal. Since the code is assigned and quantized and encoded, the noise due to the above-described quantization can be reduced.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 オーディオデータを周波数軸上に直交変
換し、これにより得られる係数データを指数部データと
仮数部データとに分けて符号化するオーディオデータ符
号化装置であって、 上記仮数部データがとり得る値域を、上記仮数部データ
が実際に発生する確率分布に応じた不等間隔で複数に分
割し、上記複数に分割した各区間にそれぞれコードを割
り当てるようにして、上記オーディオデータの量子化符
号化を行う不等間隔量子化符号化手段を有することを特
徴とするオーディオデータ符号化装置。
1. An audio data encoding device for orthogonally transforming audio data on a frequency axis and encoding coefficient data obtained by dividing the data into exponent part data and mantissa part data, the mantissa part data The range of values that can be taken by is divided into a plurality of sections at unequal intervals according to the probability distribution in which the mantissa data actually occurs, and codes are assigned to the sections obtained by the plurality of divisions. An audio data encoding device, characterized in that it has unequal interval quantization encoding means for performing encoding.
【請求項2】 入力されるオーディオデータに窓がけを
行う窓がけ手段と、 上記窓がけ手段により窓がけが行われたデータを直交変
換して係数データを得る直交変換手段と、 上記直交変換手段により得られた係数データをブロック
浮動小数点変換して各周波数帯域ごとに指数部データと
仮数部データとを得るブロック浮動小数点変換手段と、 上記ブロック浮動小数点変換手段により得られた上記指
数部データに基づき上記仮数部データの量子化ビット長
を割り当てるビット割り当て手段と、 上記仮数部データが発生する確率分布に応じて決定され
るテーブルを具備し、上記ビット割り当て手段により割
り当てられた上記仮数部データの量子化ビット長の情報
と上記仮数部データが属する周波数帯域の情報とを基に
上記テーブルを検索して上記仮数部データの量子化符号
化を行う不等間隔量子化符号化手段とを有することを特
徴とするオーディオデータ符号化装置。
2. A windowing means for windowing input audio data, an orthogonal transforming means for orthogonally transforming the data windowed by the windowing means to obtain coefficient data, and the orthogonal transforming means. Block floating point conversion means for obtaining the exponent part data and mantissa part data for each frequency band by block floating point conversion of the coefficient data obtained by the above, and the exponent part data obtained by the block floating point conversion means. Based on the probability distribution in which the mantissa data is generated, the bit allocation means for allocating the quantized bit length of the mantissa data based on the table, and the mantissa data of the mantissa data allocated by the bit allocation means. The table is searched based on the quantization bit length information and the frequency band information to which the mantissa data belongs. Having a non-equidistant quantization coding means for performing quantization encoding of the mantissa data audio data encoding apparatus according to claim.
【請求項3】 上記テーブルは、上記仮数部データがと
り得る値域を上記仮数部データの発生確率が均等になる
ように複数に分割した各区間に、上記仮数部データの量
子化ビット長に応じて決定される複数のコードをそれぞ
れ割り当てることにより決定されることを特徴とする請
求項2に記載のオーディオデータ符号化装置。
3. The table according to the quantization bit length of the mantissa part data is divided into a plurality of sections in which the value range of the mantissa part data is divided so that the occurrence probabilities of the mantissa part data are equal. The audio data encoding device according to claim 2, wherein the audio data encoding device is determined by allocating a plurality of codes determined by
【請求項4】 上記テーブルは、上記仮数部データの発
生確率がゼロの区間に対して全ビットゼロのコードが割
り当てられていることを特徴とする請求項3に記載のオ
ーディオデータ符号化装置。
4. The audio data encoding device according to claim 3, wherein in the table, a code of all bits of zero is assigned to a section where the probability of occurrence of the mantissa data is zero.
【請求項5】 直交変換により得られる係数データが指
数部データと仮数部データとに分けられて符号化された
オーディオデータを復号化するオーディオデータ復号化
装置であって、 上記仮数部データが実際に発生する確率分布に応じて符
号化されたオーディオデータの逆量子化復号化を行う不
等間隔逆量子化復号化手段を有することを特徴とするオ
ーディオデータ復号化装置。
5. An audio data decoding device for decoding audio data, wherein coefficient data obtained by orthogonal transformation is divided into exponent part data and mantissa part data to decode encoded audio data, wherein the mantissa part data is actually An audio data decoding apparatus comprising unequal interval dequantization decoding means for performing dequantization decoding of audio data coded according to the probability distribution generated in 1.
【請求項6】 入力される指数部データに基づき仮数部
データの量子化ビット長を割り当てるビット割り当て手
段と、 上記仮数部データが発生する確率分布に応じて決定され
るテーブルを具備し、上記ビット割り当て手段により割
り当てられた上記仮数部データの量子化ビット長の情報
と上記仮数部データが属する周波数帯域の情報とを基に
上記テーブルを検索し、量子化符号化された上記仮数部
データを逆量子化復号化する不等間隔逆量子化復号化手
段と、 上記不等間隔逆量子化復号化手段により逆量子化復号化
された仮数部データと指数部データとを係数データに変
換するブロック浮動小数点逆変換手段と、 上記ブロック浮動小数点逆変換手段により変換された係
数データを逆直交変換する逆直交変換手段と、 上記逆直交変換回路により逆直交変換されたデータに窓
がけを行う窓がけ手段とを有することを特徴とするオー
ディオデータ復号化装置。
6. A bit allocation means for allocating a quantized bit length of mantissa data based on input exponent data, and a table determined according to a probability distribution in which the mantissa data is generated. The table is searched based on the quantized bit length information of the mantissa data allocated by the allocating means and the information of the frequency band to which the mantissa data belongs, and the quantized and encoded mantissa data is reversed. Unequally spaced inverse quantized decoding means for quantized decoding, and block floating for converting mantissa part data and exponent part data inversely quantized and decoded by the unequal interval inverse quantized decoding means into coefficient data. The decimal point inverse transforming means, the inverse orthogonal transforming means for inverse orthogonally transforming the coefficient data transformed by the block floating point inverse transforming means, and the inverse orthogonal transforming circuit. Audio data decoding apparatus characterized by having a windowing unit for performing windowing in the inverse orthogonal transformed data.
【請求項7】 上記テーブルは、上記仮数部データがと
り得る値域を上記仮数部データの発生確率が均等になる
ように複数に分割した各区間に、上記仮数部データの量
子化ビット長に応じて決定される複数のコードをそれぞ
れ割り当てることにより決定されることを特徴とする請
求項6に記載のオーディオデータ符号化装置。
7. The table according to a quantization bit length of the mantissa part data is divided into a plurality of sections in which a value range of the mantissa part data is divided so that the occurrence probabilities of the mantissa part data are equal. The audio data encoding device according to claim 6, wherein the audio data encoding device is determined by allocating a plurality of codes respectively determined by the above.
【請求項8】 上記テーブルは、上記仮数部データの発
生確率がゼロの区間に対して全ビットゼロのコードが割
り当てられていることを特徴とする請求項7に記載のオ
ーディオデータ符号化装置。
8. The audio data encoding device according to claim 7, wherein in the table, a code of all bits of zero is assigned to a section where the probability of occurrence of the mantissa data is zero.
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