JPH09502314A

JPH09502314A - 微分符号化された桁移動子式サブバンドコーダ

Info

Publication number: JPH09502314A
Application number: JP7508213A
Authority: JP
Inventors: トッド、グレイグ・キャンプベル
Original assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Current assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1997-03-04
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: DE69401517T2; CA2167527C; AU685505B2; ATE147910T1; ES2097061T3; EP0716787B1; EP0716787A1; CA2167527A1; WO1995006984A1; DE69401517D1; SG48278A1; DK0716787T3; AU7676594A; JP3940165B2; US5581653A

Abstract

(57)【要約】概して本発明は、オーディオ情報のような情報の低ビットレート符号化及び復号に関する。特に、本発明は、信号の高分解能スペクトル包絡線を伝えるために必要な情報量を低減させる装置と方法に関する。サブバンドエンコーダが、入力信号を周波数サブバンド信号に分割することによって入力信号のスペクトル包絡線の推定値を作り、位取り因数及び位取りされた値から成るサブバンド信号の位取りされた表現を発生させ、位取り因数の微分符号化された表現を発生させ、微分符号化された表現及び位取りされた値を符号化された信号にアセンブルする。

Description

【発明の詳細な説明】微分符号化された桁移動子式サブバンドコーダ技術分野本発明は、概して情報の低ビットレート符号化及び復号に関する。特に、本発明は、オーディオ又はビデオ情報のような１以上の情報チャンネルのスペクトル包絡線の符号化に関する。背景オーディオ及びビデオ信号処理の分野においては、信号品質上の知覚可能な損失なしに信号を表すのに要する情報量を最小にすることに多大の関心がある。情報要件を下げることによって、通信チャンネル及び記憶媒体に対する信号の情報容量要件は低くなる。より少ない２進ビットで符号化された信号サンプルから成るデジタル信号は、信号を表すのにより多くのビット数を用いて符号化されたデジタル信号より低い伝送情報容量要件を与える。もちろん、知覚される信号品質を劣化させることなく実現可能な低減量には限界がある。各信号サンプルを表すのに利用できるビット数は、符号化された信号サンプルによる信号表現の精度を設定する。より低いビットレートは、各サンプルを表すのに利用できるビットがより少ないことを意味する。従って、より少ないビットレートは、より大きな量子化上の不正確性又は量子化誤差を意味する。多くの用途において、量子化誤差は量子化雑音として現れ、誤差がかなり大きい場合量子化雑音は、符号化された信号の本質的品質を劣化させる。分割帯域符号化各種の分割帯域符号化技術で、いろいろな心理音響効果を用いることによって知覚可能な劣化なしに情報要件を低下させることが試みられている。例えば、オーディオ用途において人の聴覚系は、可変中心周波数及び中心周波数の関数として変化する帯域幅を有する高度に整調された非対称フィルタと類似した周波数分析特性を示す。別個の音調を検出する人の聴覚系の能力は、概して音調間の周波数差が増すにつれて増大する。しかし、人の聴覚系の分解能は、上記フィルタの帯域幅未満の周波数差に対してはほぼ一定に止まる。従って、人の聴覚系の周波数分解能は、オーディオスペクトル全体に亘ってこれらのフィルタの帯域幅に応じて変わる。このような聴覚フィルタの有効帯域幅は、『臨界帯域幅』と呼ばれる。優勢な信号は、臨界帯域幅外の周波数における他の信号を隠蔽するよりも臨界帯域幅内の任意の場所における他の信号の可聴性を多分より一層隠蔽するであろう。K．Blair Benson のオーディオエンジニアリング便覧（McGraw-Hill、サンフランシスコ、1988年、1.40-1.42及び4.8-4.10頁）を参照のこと。有効信号帯域幅を人の聴覚系の臨界帯域幅未満の周波数帯域に分割するオーディオ分割帯域符号化技術は、広い帯域技術より心理音響効果をよりよく利用できる。このようなデジタル分割帯域符号化技術は、フィルタバンクで信号帯域幅を分割し、量子化雑音が丁度聞き取れなくするのに十分なビットを用いて各フィルタ帯域を通した信号を量子化し、逆フィルタバンクで原信号のレプリカを再現することから成る。このような技術には、サブバンド（小帯域）符号化及び変換符号化の２つがある。サブバンド及び変換エンコーダは、符号化される信号の本質的品質を劣化させることなく結果的に生じる量子化雑音が隣接スペクトル成分によって心理音響的に隠蔽される、特定な周波数帯域で伝送される情報を低減させることができる。サブバンドエンコーダは、アナログと、デジタルとの各種の技術を用いてフィルタバンクを実施することができる。このようなエンコーダのデジタル実施態様においては、信号サンプルから成る入力信号は、デジタルフィルタバンクを通され、フィルタバンクの各フィルタを通された『サブバンド信号』が、そのサブバンドフィルタの帯域幅に応じてダウン（下降）サンプリングされる。各サブバンド信号は、入力信号スペクトルの一部を表すサンプルから成る。デジタルサブバンドデコーダは、ダウンサンプリングされたサブバンド信号をアップ（上昇）サンプリングし、アップサンプリングされたサブバンド信号を出力信号に併合するすることによって入力信号のレプリカを回復させる。この処理は、ここで逆フィルタバンクの適用と呼ぶ信号合成処理の一例である。デジタル符号化技術は、フィルタバンクを通されたサブバンド信号をサンプリングしかつ量子化することによってアナログフィルタバンクと共に用いることができる。変換エンコーダは、デジタルフィルタバンクを実施するために各種のいわゆる時間領域・周波数領域変換の中の任意のものを用いることができる。信号サンプルから成る入力信号は、濾波に先立って信号サンプルブロックに区分される。変換から得られる個々の係数又は共にグループ化される２以上の隣接係数が、個々の変換係数帯域幅の和である有効帯域幅を有する『サブバンド』を定める。変換デコーダは、変換係数に相補逆変換又はいわゆる周波数領域・時間領域変換によって実施される逆フィルタバンクを適用することによって入力信号のレプリカを回復させる。以下の論議を通して『分割符号化』等の用語は、有効信号帯域幅部分に作用する、サブバンド符号化及び復号、変換符号化及び復号、及びその他の符号化及び復号技術を指す。『サブバンド』の用語は、真のサブバンドコーダ、変換コーダ又は他の技術で実施されているかどうかにかかわらず、有効信号帯域幅のこれらの部分を指す。『サブバンド信号』の用語は、それぞれのサブバンド内のスペクトルエネルギの分割帯域濾波された表現を指す。『サブバンド信号ブロック』の用語は、所与の間隔又は時間ブロック内の有効信号帯域幅を横切るすべてのサブバンドに対するサブバンド信号を指す。デジタルフィルタバンクによって実施されサブバンドコーダに対しては、サブバンド信号ブロックは処与の時間間隔に亘る有効サブバンド信号に対するサンプル対を含む。変換コーダに対しては、サブバンド信号ブロックは信号サンプルブロックに相当っするすべての変換係数の対を含む。上記の通り、心理音響原則を用いる多くの分割帯域エンコーダは、低ビットレートで高品質符号化を与える。これは、サブバンド信号を発生させるために入力信号にフィルタバンクを適用し、その信号に配分されたビット数を用いて結果的に生じる量子化雑音が心理音響隠蔽効果のために聴取できないようにその信号に配分されたビット数を用いて各サブバンド信号を量子化し、量子化された情報を伝送又は記憶に適した形にアセンブルすることによって行う。相補的分割帯域デコーダは、符号化された信号から量子化された情報を引き出し、サブバンド信号を得るために量子化された信号を逆量子化し、原入力信号のレプリカを発生させるためにサブバンド信号に逆フィルタバンクを適用することによって原入力信号のレプリカを回復させる。本議論を通じて特に分割帯域オーディオ符号化に言及するが、議論は、より一般的に信号の無関係性及び冗長性を利用することによって符号化された信号の情報要件を低減させる符号化用途に関する。信号の無関係性は、例えば、符号化された信号の知覚される忠実度のような、所望の符号化性能レベルを達成するのに必要とされない信号成分に関する。信号の冗長性は、他の信号成分から作ることができる信号成分に関する。心理知覚効果を用いる分割帯域オーディオ符号化及び分割ビデオ符号化は、本明細書で論じる原理及び概念に適用される符号化用途の２つの例に過ぎない。多くの分割帯域コーダは、限られたビット数によって表される符号化された情報のダイナミックレンジを広げるために『桁移動された表現』、すなわち、位取り表現を用いてサブバンド信号を伝える。位取りされた表現は、符号化されたサブバンド信号の要素に相当する『位取りされた値』、すなわち、位取り値と関連する１以上の『位取り因数』、すなわち、位取り係数を含む。位取り値の精度を若干犠牲にすることによって、『ブロック位取りされた表現』を用いた情報を伝えるためにさらに少ないビット数を用いることができる。ブロック位取り表現は、共通位取り因数と関連する一群又は一ブロックの位取り値を含む。各サブバンド信号を量子化するために配分されるビット数は、サブバンド信号を正確に逆量子化するためにデコーダで利用できなければならない。『順方向適応』エンコーダは、デコーダへ明示的な配分情報又は『副情報』を伝える。『逆方向適応』エンコーダは、明示的な配分情報よりはむしろ潜在的な配分情報を伝え、デコーダが符号化された信号自体から配分情報を決めるようにさせる。多くの実施態様において、逆方向適応エンコーダは、符号化された信号によって表される情報のスペクトル形状の推定値の形で潜在的情報を伝える。推定値は、しばしば周波数サブバンドに相当するブロック位取り因数を含む。一実施例では、逆方向適応オーディオエンコーダは、入力信号スペクトル包絡線の部分的線形の推定値を作り、包絡線推定値に配分関数を適用することによって配分情報を設定し、包絡線推定値の要素を位取り因数として用いてオーディオ情報ブロックを位取りし、設定した配分情報に従って位取りしたオーディオ情報を量子化し、量子化した情報及び包絡線推定値を符号化された信号にアセンブルする。逆方向適応デコーダは、符号化された信号から包絡線推定値及び量子化された情報を導出し、包絡線推定値にエンコーダで用いたものと同一の配分関数を適用することによって配分情報を設定し、オーディオ情報の位取りを反転させる。位取り及び配分にスペクトル包絡線推定値を用いる逆方向適応エンコーダ・デコーダシステムの２つの例が、米国特許第4,790,016号及び5,109,417号に開示されている。一方では、配分処理を改良するためにより少ない位取り値を有するより小さいブロックを用いるのが望ましい。より小さいブロックは、有効信号帯域幅を横切る位取り因数の数を増加させ、それによって配分関数で利用できるスペクトル包絡線推定値の分解能を増加させる。高分解能スペクトル包絡線推定値を用いることによって、配分関数は、より最適な配分情報を設定するために各位取り値に対してより正確な心理音響モデルを適用することができる。他方では、符号化された信号の位取り因数を表すのに必要なビット数を低減させるために、より多くの位取り値を有するより大きなブロックを用いるのが望ましい。より大きなブロックは、有効信号帯域幅を横切る位取り因数の数を減少させ、それによってスペクトル包絡線推定値分解能を低下させる。これは、位取り因数を伝えるの要するビット数を低下させるが、概して臨界帯域幅より広いサブバンドを表すブロックを用いるのは望ましくない。上記の通り、臨界帯域幅より広くない帯域幅のサブバンドを用いるコーダは、より広い帯域技術で可能なものより心理音響効果をより良く利用することができる。発明の開示本発明の目的は、高分解能スペクトル包絡線推定値の低ビットレート符号化に備えることである。本発明の教示によるエンコータの一実施態様においては、フィルタバンクが入力信号を複数のサブバンド信号に分割し、桁移動子が位取り因数および位取り値を含むサブバンド信号の位取り表現を発生させ、微分回路が位取り因数の微分符号化された表現を発生させ、フォーマッタが、微分符号化された表現を含む位取り因数および位取り値を、伝送及び記憶に適したフォーマットを有する符号化された信号にアセンブルする。微分符号化された表現は、入力信号帯域幅を横切る位取り因数微分値を含む。いま述べたエンコーダ実施態様の一変形においては、桁移動子が、位取り因数を含む位取りされた表現を発生させ、位取り因数は、位取り因数間の微分値の範囲を限定するために必要に応じて調節される値を有する。他の変形においては、桁移動子が、位取りされた表現を発生させるために先の位取り因数対を用いることによって符号化された信号の情報要件を低減させることが可能かどうかを決定する。情報要件が低減できる場合には、桁移動子は、先の位取り因数を用いて位取りされた表現を発生させる。すなわち、微分回路は、微分符号化された表現を発生させる必要はない。なぜならば、フォーマッタが、微分符号化された表現の代わりに『再使用指標』から成る位取り因数情報を符号化された信号にアセンブルするからである。本発明の教示によるデコータの一実施態様においては、逆フォーマッタが、符号化された信号から位取り因数の微分符号化された表現から成る複数の位取り値及び位取り因数情報を導出し、積分器が、導出された位取り値及び微分符号化された表現に応答して位取りされた表現を発生させ、逆桁移動子が、位取りされた表現に応答してサブバンド信号を発生させ、逆フィルタバンクがサブバンド信号に応答して出力信号を発生させる。いま述べたデコーダ実施態様の一変形においては、デフォーマッタが、符号化された信号から再使用指標から成る位取り因数情報を導出する。積分器は、位取りされた表現を発生させる必要はない。なぜならば、逆桁移動子が、先に符号化された信号から得られた位取り因数を用いて位取り値からサブバンド信号を発生させるからである。本発明は、これらの実施態様に限定されない。本発明の各種の特徴及び好ましい実施態様は、以下の論議及び添付図面を参照することによりより良く理解されるであろう。以下の論議及び図面は、例として示したに過ぎず本発明の範囲を限定するものと理解すべきではない。図面の簡単な説明図１は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの一実施態様を示す構成図である。図２は、本発明の各面を組入れた分割帯域デコーダの一実施態様を示す構成図である。図３は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの他の実施態様を示す構成図である。図４は、本発明の各面を組入れた分割帯域デコーダの他の実施態様を示す構成図である。図５は、微分符号化された位取り因数を表す仮想グラフである。図６は、位取り因数及びそれに対応する微分値の範囲を制限する調節値を表す仮想グラフである。図７−１０は、各種の微分符号化モードによる位取り因数及びそれに対応する微分値の範囲を制限する調節値を表す仮想グラフである。図１１は、ブロック位取りの効果を例示するサブバンド信号成分を表す仮想グラフである。発明の実行モード基本エンコーダ・デコーダ構成図１は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの一実施態様を示す。フィルタバンク１０２は、路１００から受信した入力信号に応答してサブバンド信号を発生させる。桁移動子１０４は、フィルタバンク１０２から受信したサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる。位取りされた表現は、１以上の位取りされた値と関連する位取り因数から成る。部分回路、すなわち、微分器１０６は、位取り因数の微分符号化された表現を発生させ、微分符号化された表現及び位取りされた値をフォーマッタ１０８へ伝える。フォーマッタ１０８は、位取りされた値及び微分符号化された表現から成る符号化された信号を路１１０に沿って発生させる。図３は、図１のものと類似の構成を有する分割帯域エンコーダの他の実施態様を示す。図１の実施態様とは対照的に、桁移動子３０４は、すべての位取り因数ではなくてその一部を微分器３０６に伝える。残りの位取り因数は、路３１２を通ってフォーマッタ３０８へ伝えられる。実施上特定のエンコーダが、微分器３０６と、図示していない他の路とを介して路３１２に沿って位取りされた値をフォーマッタ３０８へ伝えるかどうかは、単なる設計変更の問題にすぎない。フォーマッタ３０８は、位取りされた値、微分符号化された表現及び微分符号化された表現に含まれていない位取り因数から成る符号化された信号を発生させる。図２は、本発明の各面を組入れた分割帯域デコーダの一実施態様を示す。デフォーマッタ２０２は、路２００から受信した符号化された信号から位取りされた値及び位取り因数の微分符号化された表現を引き出す。積分器２０４は、１以上の位取りされた値と関連する位取り因数から成るサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる。位取り因数は、デフォーマッタ２０２から受信した微分符号化された表現に応答して発生される。逆桁移動子２０６は、積分器２０４から受信した位取りされた表現に応答してサブバンド信号を発生させる。逆フィルタバンク２０８は、逆桁移動子２０６から受信したサブバンド信号に逆フィルタバンクを適用することによって路２１０に沿って出力信号を発生させる。図４は、図２のものと類似の構成を有する分割帯域デコーダの他の実施態様を示す。図２の実施態様とは対照的に、デフォーマッタ４０２は、位取りされた値、微分符号化された表現及び微分符号化された表現に含まれていない位取り因数を、路４００から受信した符号化された信号から引き出す。微分符号化された表現は、積分器４０４へ伝えられる。微分符号化された表現に拭く待てていない位取り印紙は、路４１２に沿って逆桁移動子４０６へ伝えられる。実施上特定のデコーダが、積分器４０４と、図示していない他の路とを介して路４１２に沿って位取りされた値を逆桁移動子４０６へ伝えるかどうかは、単なる設計変更の問題にすぎない。図１及び３は、本発明の各面を組入れたエンコーダの基本構成を例示する。同図は、符号化された信号の情報要件を低減させる符号化成分を明示していない。例えば、オーディオ符号化システムにおいては、各種の符号化技術を用いる成分は、符号化された信号の情報要件を低減させることによる聴取可能な影響を最小にするために心理音響原則を用いることができる。本発明は、多くのオーディオ符号化及びビデオ符号化用途で用いられるような符号化成分と共に用いるの極めて適している。しかし、このような符号化成分は、本発明を実施するためには不要である。情報低減符号化は、多くの方法で図１に示す実施態様に組入れることができる。例えば、符号化機能は任意の１つ内において若しくはフィルタバンク１０２、桁移動子１０４、微分器１０６及フォーマッタ１０８のあらゆる組合わせ内において実行できる。別の例として、符号化処理は、桁移動子１０４及び微分器１０６を組入れた図示していない成分によって実行できる。同様な例は、図３に示す実施例にも当てはまる。同様に図２及び４は、本発明の各面を組入れたデコーダの基本構成を例示する。同図は、符号化された信号の情報要件を低減させた処理の影響を反転させる復号成分を明白に示していない。情報低減復号は、多くの方法で図２に示す実施態様に組入れることができる。例えば、復号機能は任意の１つ内において若しくはデフォーマッタ２０２、積分器２０４、逆桁移動子２０６及逆フィルタバンク２０８のあらゆる組合わせ内において実行できる。別の例として、復号処理は、積分器２０４及び逆桁移動子２０６を組入れた図示していない成分によって実行できる。同様な例は、図４に示す実施例にも当てはまる。図１乃至４に示す実施態様は、多くの実際的用途においてしばしば必要とされる各種の成分を含んでいない。例えば、エンコーダの実際的実施態様は、入力信号の帯域幅を制限してエイリアシングを防止するために低域濾波フィルタ(LPF) をしばしば用いる。この様な実際的な事項は、本発明の範囲外であり、ここでは詳細に論議しない。実施上の付加的詳細は、例えば、上記の米国特許第5,109,41 7号から得ることができる。フィルタバンク各種のデジタル及びアナログ技術を用いて、エンコーダフィルタバンクを実施することができる。アナログ技術を用いる場合は、エンコーダフィルタバンクを通したサブバンド信号をサンプリングし、次の符号化処理のためのデジタル信号を得るために量子化することができる。本発明の実施上決定的な特定の技術はないが、デジタル技術は、しばしば安価に利用することができる。デジタル技術は、非回帰的、すなわち、いわゆる有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ及び回帰的、すなわち、いわゆる無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを含む。一般的にはHamming著「デジタルフィルタ」（Englewood Cliffs，NJ, 1989年、124-270頁）を参照のこと。ＦＩＲフィルタは、多項式関数フィルタのような技術又はフーリエ変換のような変換を用いて実施できる。特殊なフィルタデザインの例としては、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）及び離散余弦変換（ＤＣＴ）のような各種のフーリエ変換、Esteban 及びGaland共著「直角位相ミラ−フィルタの分割帯域音声符号化システムへの適用」 (Pric．ICASSP，1977年５月、19 1-195頁)で論議されている直角位相ミラ−フィルタ（ＱＭＦ）及びPrincen及びB radley共著「時間領域エイリアシング相殺に基づく分析・合成フィルタバンクデザイン」 (IEEE Trans．on Acoust.，Speech．Signal Proc.，vol．ASSP-34、19 86年、1153-1161頁)で論じられている時間領域エイリアシング相殺（ＴＤＡＣ）フィルタ等がある。臨界帯域幅と相応する帯域幅を有するサブバンドを用いることで、広帯域技術による以上に心理音響効果を利用できるが、本発明の教示の適用はそれに制限されない。ここで用いる『サブバンド』等の用語は、入力信号の有効帯域幅以内の１以上の周波数帯域を意味するものと理解すべきである。桁移動子多くの分割帯域コーダは、限られたビット数によって表される符号化された情報のダイナミックレンジを広げるために位取りされた表現を用いる。位取り因数自体も同様に、スペクトル包絡線の推定値を得ることができる基底を与える。推定されたスペクトル包絡線は、適応ビット配分情報を伝えるために逆方向適応符号化システムで用いることができる。位取り因数からスペクトル包絡線の推定値を形成する分割帯域エンコーダは、個々の位取り及びブロック位取りの組合わせを用いることができる。例えば、位取りされた表現は、低周波数に対する臨界帯域幅は狭いので、低周波数サブバンド信号を表すために個々の位取りされた値と関連する位取り因数を用いることができ、また高周波数に対する臨界帯域幅はより広いので、高周波数サブバンド信号を表す２以上のブロックと関連する位取り因数を用いることができる。臨界帯域幅に従ったブロック位取りは、個々の位取りと比較して配分情報を伝えるのに必要な位取り因数が少ないので、多くの低ビットレート符号化システムにおいては興味をそそる。ブロック位取りは、符号化された信号における位取り因数の情報要件を低減させるが、推定されたスペクトル包絡線の分解能も同様に低減させ、位取りされた値の情報要件を増加させる傾向がある。この効果については、以下に詳細に論議される。一般的に浮動小数点として知られる個々に位取りされた表現の一例は、指数（位取り因数）及び仮数（位取りされた値）から成る。多くの形の浮動小数点が知られている。一形式において指数は、仮数を『正規化』又は仮数の大きさを０．１及び１．０の間の範囲に位取りするのに用いられる乗数の２の羃を表す。２の逆数羃を有する乗数が、正規化された仮数から真の数字を得るのに用いられる。例えば、３と等しい４ビット指数と、０．７５と等しい位取りされた値を表す２の補数の形の正規化された３ビット仮数とから成る７ビット浮動小数点数は、０．７５×２^-3又は０．０９３７５の数字を表す。指数は、仮数を位取りするのに用いられ、それによって限られたビット数によって表すことができる数字の範囲を増加させる。ブロック位取りされた表現の一例は、共通指数（ブロック位取り因数）と関連する仮数（位取りされた値）から成るブロック浮動小数点（ＢＦＰ）として一般に知られている。上記のものと類似の一実施態様においてブロック指数は、ブロック内で最大の大きさを有する数字に相当する仮数を正規化する乗数の２の羃を表す。ブロック内の他の仮数は、ブロック指数に応じて位取りされ、大きさが０．５未満の位取りされた値を有するので、正規化される可能性はない。例えば、４と等しく、０．５、０．７５及び−０．２５と等しい３つの位取りされた３ビット仮数と関連する、４ビットブロック指数から成るＢＦＰ表現は、０．０３１２５、０．０４６８７８及び−０．０１５６２５の数字を表す。ブロック位取りされた表現の他の例は、線形乗数（ブロック位取り因数）と関連する位取りされた値から成る。ブロック乗数は、ブロック内の最大数字の大きさと等しく、ブロック内の数字は、各数字を位取り因数により割ることによって位取りされる。真の数字は、各位取りされた値に位取り因数を掛けることによって得られる。例えば、−０．７５、１．００及び０．５０と等しく、０．１８７５と等しいブロック乗数と関連する３つの位取りされた値は、それぞれ、−０．１４０６２５（−０．７５×０．１８７５）、０．１８７５及び０．０９３７５を表す。本発明の各種の面を組入れたエンコーダの実施態様は、広範な位取り関数Ｓ（ｑ）の任意のものを用いることができる。例えば、位取り関数は、線形、対数又は三角法を用いることができる。しかし、位取り関数は、位取りされた値から真の数字の近似値を回復させるためにデコーダで用いることができる相補的な逆位取り関数Ｓ^-1（ｑ）を備えるべきである。特定のエンコーダ・デコーダ用途に対する各種のデザイン基準が、位取り関数の選択に影響を与える。例えば、逆方向適用分割帯域符号化システムは、サブバンド信号振幅に応じてなされるビット配分を潜在的に伝えるために、上記のものと類似の浮動小数点表現の指数を用いることができる。指数値の単位増加は、浮動小数点数で表される数字に対して振幅で約半分の減少又は−６ｄＢ（２０ｌｏｇ₁₀０．５）の変化を表す。従って、この様な浮動小数点表現は、６ｄＢの振幅増加又は１８ｄＢのような倍数に対して１つの追加ビットを配分する逆方向適応符号化システムにとって有利な設計変更となり得る。微分器微分器は、スペクトルを横切って位取り因数間の差を設定することによって、位取り因数の１以上の微分符号化された表現を発生させる。図５は、２組の仮想値を表す２組の点を例示する。破線５０２で接続された点は、例えば、サブバンドブロック内のサブバンド信号に対する浮動小数点指数のような１組の位取り因数を表す。上記の浮動小数点の例を続けると、指数Ｘｉはグラフ上で負数としてプロットされ、大きい値が大きい振幅信号に相当するようにされる。同例において指数Ｘ0は、８の値を有するが−８とプロットされ、指数Ｘ1は７の値を有するが−７とプロットされる。以下の論議を通じて、プロットされた負の値は指数Ｘ iの値を指すものとする。指数Ｘ1から成る浮動小数点数で表される数字は、指数Ｘ0から成る浮動小数点数で表される数字の約２倍である。同一組の指数が図６ −１０に例示されている。破線５０４で接続された点は、連続指数間の差を表す。例えば、１の値を有する第１点△1は、指数Ｘ1が指数Ｘ0より１つ大きいことを示す。−２の値を有する第３点△3は、指数Ｘ3がＸ2より２つ小さいことを示す。指数0に相当する微分点はない。なぜならば、この指数は微分値が決定される基数となるからである。微分符号化された表現を発生させる方法には多数の変形が可能である。例えば、微分関数Ｄ（ｉ）は、線形、対数又は三角法でよいが、微分関数は、微分符号化された表現から位取り因数を回復させるためにデコーダで用いることができる、相補的積分関数Ｄ^-1（ｉ）を考慮すべきである。上記例では、微分関数Ｄ（ｉ）＝Ｘi−Ｘi-1は、一次関数であるが、浮動小数点の性質から微分値は基礎をなす信号振幅の指数関数として近似的に変化する。エンコーダの特殊な実施態様では、すべての位取り因数に微分関数を適用するか若しくは適応的に選択されるサブバンド信号と関連する位取り因数のみに当該関数を適用することができる。適応的な選択は、符号化された信号の情報要件を最適に低減させるようにすることができる。例えば、図５を参照して、指数Ｘ13 乃至Ｘ20の微分符号化された表現を伝えるためには、指数それ自体を伝えるために要するものより多くのビットを必要とするであろう。この場合エンコーダは、微分符号化のためには指数Ｘ1乃至Ｘ12のみを選択し、この選択の指標を符号化された信号で伝えることが可能であろう。ある実施態様に対して微分関数は、ブロック位取り因数と単一の位取りされた値と関連する位取り因数との間で区別を必要としない。以下に述べるような他の実施態様において情報要件を最大限に低減させるように微分関数を適応させる場合には、この区別が重要になる可能性がある。フォーマッタフォーマットプロセスは、位取りされた値、微分符号化された表現、基数値、及び多分１以上の位取り値を伝送及び記憶に適した形にアセンブルすることによって符号化された信号を発生させる。一位取り因数は、微分符号化された表現の相対値を決定する基数として役立たせることができる。多くの実際的な実施態様において、誤差検出・補正コード（ＥＤＣ）、フレーム同期コード、データベース検索キーのような付加的情報も符号化された信号にアセンブルされる。特定な実施態様で用いられるフォーマットプロセス及び同プロセスから結果的に生じる符号化された信号のフォーマットは、本発明の実施上決定的なものではない。デフォーマッタデフォーマッタは、位取りされた値、微分符号化された表現、基数値、及び多分１以上の位取り値を符号化された信号から得ることによって、フォーマットプロセスの効果を反転させる。多くの実際的な実施態様において、ＥＤＣ及びフレーム同期コードが用いられ、受信した符号化された信号を正しく解釈し、可能なら、伝送又は記憶・検索中に導入された誤差を検出して補正するようにさせる。特定な実施態様で用いられるデフォーマットプロセスは、本発明の実施上決定的なものではない。積分器積分器は、エンコーダにおいて微分符号化された表現を発生させるために用いられたものと相補的な機能を有する。上記例に関して、例えば、位取り因数は、以下の式を用いて微分符号化された表現及び基数値から回復させることができる。ここで、△i ＝Ｘi − Ｘi-1 ｉ≧１Ｘ0 ＝基数値概して、積分関数Ｄ^-1（ｉ）は、以下のように微分関数Ｄ（ｉ）の逆である。位取り因数Ｘi ＝Ｄ^-1｛Ｄ（ｉ）｝符号化された信号が、適応的に選択された位取り因数を符号化するエンコーダで作られる場合には、当該選択の指標は、符号化された信号からデフォーマッタによって引き出され、適切な位取り因数のみを得るために積分関数を改変するように用いられる。逆桁移動子逆位取りファンクションは、エンコーダにおいて位取りされた表現を得るために用いられたものと相補的なファンクションである。上記浮動小数点表現に関しては、例えば、０．１１２と等しい正規化された３ビット仮数は、２の補数の形の位取りされた値０．７５を表す。３と等しい値を有する指数と関連するこの正規化された仮数によって表される真の数字は、０．７５×２^-3又は０．０９３７５である。この例における逆位取りは、２進仮数のビットを指数値と等しい回数だけ右に論理的に移動させることによって実行できる。概して、逆位取り関数Ｓ^-1（ｑ）は、真の数字ｑがＳ^-1｛Ｓ（ｑ）｝とほぼ等しくなるように、位取り関数Ｓ（ｑ）の逆である。厳密な一致は必ずしも期待されていない。なぜならば、位取り関数を用いると結果的に精度が若干失われる可能性があるからである。逆フィルタバンク本発明の実施上逆フィルタバンクを実行する技術は決定的ではない。ＱＭＦ及びＴＤＡＣのような多くの技術は、決定的なサンプリングを与え、理論的に、逆フィルタバンクによって原入力信号の正確な再構成を許容している。これらの特性は、エンコーダ・デコーダシステムの実際的実施態様にとってしばしば非常に望ましい特性であるが、本発明の実施上肝要なものではない。代替実施態様上記基本的実施態様に対する代わりの各種実施態様につき以下に述べる。本発明の各面につき論議するために例を挙げるが、本発明はこれらの特殊な例に限定されない。これらの代替案は、符号化された信号を知覚的に劣化させることなく符号化された信号の情報要件を低減させんとする符号化技術に関するものを含む。微分範囲符号化された信号の情報要件は、微分関数Ｄ（ｉ）によって発生される微分値の範囲を制限することで低減できる場合がある。発明の各面を組入れたエンコーダの一実施態様においては、数字は４ビット指数から成る浮動少数点数によって表される。この表現で表される２つの数字は、−１５乃至１５の範囲で量が異なる指数を有する。この範囲を有する微分値の従来の２進表現は、５ビットを必要とするが、指数自体を伝えるためには４ビットのみを必要とするにすぎない。例えば、微分値を−１乃至１に制限することによって、従来の２進表現を用いて当該微分値を伝えるためには２ビットしか必要としない。これは、１微分値当たり２ビットの節約に帰着する。連続する浮動小数点数の指数間の微分値は、任意の範囲に制限できる。微分値は、より小さい数字の指数を調節しかつ関連する仮数をそれに応じて位取りすることによって制限することができる。このプロセスは、１０進指数ｘｘと関連する２進端数仮数を２の補数で表すために、±０．ｎｎｎ₂Ｅｘｘの表示を用いて以下に述べる。例えば、数字Ｑ1＝−０．０９３７５は、浮動小数点数−０．１１₂Ｅ３として表すことができ、また連続する数字Ｑ2＝０．００１９５３１２５は、浮動小数点数＋０．１₂Ｅ８として表すことができる。２つの数字間の指数微分値は＋５である。数字Ｑ2の指数を調節し、Ｑ2が＋０．００００１₂Ｅ４と表されるように関連する仮数を再位取りすることによって、例えば、指数微分値が＋１に下げられる。図６は、微分値を−２乃至２の範囲に制限するために指数を調節する結果を例示する。円は、調節前の指数値を表し、従って図５に示したものと同一である。四角は、調節後の指数値を表す。指数Ｘ1乃至Ｘ3に対する調節は、相当する微分値△1乃至△3が既に−２乃至２の制限された範囲内にあるので不要である。指数Ｘ4は、原微分値△4の大きさを−３から−２まで低減させるために四角６０２で表される新しい値に調節される。同様な調節が指数Ｘ8、Ｘ10、Ｘ11、Ｘ15、Ｘ1 6、及びＸ18に対してなされる。指数Ｘ13も同様に調節されるが、この調節は、２つの事項によって影響される。第１に、指数に対する初期調節で指数Ｘ12、Ｘ13間の原微分値△13の大きさを −６から−２に低下させる。この調節から結果的に生じる指数値は、十字６０４で表される。第２に、指数Ｘ13、Ｘ14間の残りの微分値△14が大きすぎるので追加の調節が必要である。この追加の調節で、残りの微分値が＋６から＋２に低減される。第２調節の結果生じる指数値Ｘ13は、四角６０６で表される。結果的に生じる指数Ｘ12、Ｘ13間の微分値△13は＋２で、従ってさらに調節する必要はない。もし、指数Ｘ12、Ｘ13間の微分値が大きすぎるなら、微分値を低減させるために指数Ｘ12が増大されるであろう。もし指数Ｘ12が増大されるなら、指数Ｘ11 、Ｘ12間の微分値が検査され、当該微分値が大きすぎないことを確認するために指数Ｘ11をさらに調節する必要があるかどうかを決定するようにされる。これらのさらなる調節は、各先行指数につきなされ、先の微分値が大きすぎなくなるまで、若しくは第１指数Ｘ0が処理されるまで行われる。以下のプログラム断片は、可能な調節が行われる一方法を表す。各種の代替方法が可能である。ライン０１−０３は、指数Ｘ1−Ｘ20につき指数微分値を計算する。可変△iは、指数Ｘi-1、Ｘi間の微分値を表す。ライン０４−２２は、指数微分値を−２乃至２の範囲に制限するために指数を制限する。ライン０５は、微分値 △iが制限範囲内かどうかを決定する。もしそうなら、ライン０４は、指数ｉを次の微分値まで進め、全微分値が処理されるまでライン０５−２１の処理を繰り返す。もしライン０５が、微分値△iが制限範囲内にないと決定するなら、１以上の指数の調節を要する。ライン０６は、微分値が大きすぎるか又は小さすぎるかを決定する。もし小さすぎるなら、ライン０７−１０が必要な調節を行い、さもなでれば、ライン１２−１８が、必要な調節を行う。もし微分値が小さすぎるなら、ライン０７が、−２と等しい微分値を得るために指数Ｘiを増加させなければならない量を決定する。変数ｋは、この量に設定される。ライン０８は、指数Ｘiを量ｋだけ増加させる。ライン０９は、−２と等しい微分値△iを設定し、ライン１０は、次の指数に対し微分値△i+1を量ｋだけ減少させる。もし、微分値が大きすぎるなら、ライン１２が、変数ｊを現指数ｉと等しく設定する。ライン１３は、２未満の微分値に遭遇するまで若しくは変数ｊが、０になるまでライン１４−１８で行われる処理を繰り返す。ライン１４は、２と等しい微分値を得るために先の指数Ｘj-1を増加させなければならない量を決定する。変数ｋは、この量に設定される。ライン１５は、量ｋだけ指数Ｘj-1を増加させる。ライン１６は、微分値△jを２と等しくに設定し、ライン１７が、先の指数に対して微分値△j-1を量ｋだけ増加させる。ライン１８は、変数ｊの減少を示し先の微分値及び指数を指すようにする。ライン１３−１９に示す論理はさらに改良し得る。ライン１５は、もし指数Ｘ 0、Ｘ1間の微分値△1が大きすぎるなら、指数Ｘ0の値を調節するが、ライン１７は、微分値△0の値を調節する必要はない。なぜならば、この微分値が定められていないからである。指数微分値を制限することで当該微分値を伝えるためにに要するビット数は減少させることはできるが、所与のレベルの精度で仮数を伝えるために要するビット数をも増加させる可能性がある。上記例に関して、Ｑ2の指数を８から４へ調節することによって、同一精度で仮数を表すのに要するビット数は４だけ増加する。当該微分値を−１乃至１の範囲に制限っすることで微分値を伝える２ビットを節約できるが、関連する仮数を同一精度で伝えるために４ビット追加する必要がある。図６と類似する図７のグラフは、微分値を−２乃至２の範囲に制限するための指数調節結果を示す。円は、調節前の指数値を表し、四角は、調節後の修正された指数値を表す。円を結ぶ折れ線は、四角を結ぶ折れ線より正確にスペクトル包絡線を表しているが、調節された指数の制限された微分値を伝えるために要するビットは少ない。例えば、従来の２進表現を用いることによって、各調節されていない指数を表すために４ビットが必要とされるが、調節された指数に対する各制限された微分値を表すために３ビットが必要とされるにすぎない。これは、２０指数に対して２０ビットの節約に帰着する。離散変換によって実行されるデジタルフィルタバンクの一周波数応答特性は注目に値する。概して分析窓のデザインに依存するが、かなりの量のスペクトルエネルギが隣接フィルタ帯域内に漏れるのを許容する高側ローブを犠牲にして、変換に基づくフィルタは狭い主ローブを達成することができる。Harris著『離散フーリエ変換による調和解析用窓』（Proc．IEEE，vol．66，1978年１月、51-83頁）参照のこと。この側ローブ漏れのために、一変換係数によって表される周波数のみに存在するスペクトルエネルギの一部が、隣接変換係数内に漏れ、隣接変換係数は、スペクトルエネルギがそれぞれの周波数に存在することを誤って示すであろう。側ローブ漏れの一結果は、スペクトルエネルギが変換係数間で変化できる速度に課される制限である。この制限のために位取り因数微分値の大きさが内在的に制限される。言い換えると、フィルタバンクの側ローブ漏れのために、もしあれば、位取り因数微分値を制限するために位取り因数に対しては大きな調節を要するであろう。図７に示す２つの折れ線間の陰影をつけた部分は、調節前の指数と関連する仮数によって伝えられるものと同一レベルの精度で、調節された指数と関連する浮動小数点仮数を伝えるために要する追加ビットの概略の大きさである。例えば、指数Ｘ3と関連する各仮数に対しては１ビットの追加を必要とし、指数Ｘ4と関連する各仮数に対しては３ビットの追加を必要とする。図７に示す例に対する調節された指数およびそれそれの調節されていない指数間の差の合計は２３と等しい。各指数が一仮数と関連すると仮定すると、これは、調節された指数を用いてすべての仮数を伝えるためには２３の追加ビットが必要であることを意味する。しかし、微分値を−２乃至２の範囲に制限することによって２０ビットしか節約されないので、指数及び仮数から成る２０の浮動小数点数は、制限された微分値を用いて当該数を伝えるために必要なビットより３つ少ないビットを用いて、所与のレベル精度で伝えることができる。このモードの微分符号化は、ここではＤ１５と呼ぶ。１は、１つの位取りされた値が１つの位取り因数と関連することを示す。５は、位取り因数微分値は５つだけの状態の内の１つをとるように制限される。この例では、５つの状態は、− ２乃至２の範囲内の整数である。この例におけるＤ１５符号化モードは、情報要件の低減を達成することはできない。なぜならば、制限された微分値を伝えるために節約されたビット数が、仮数精度を保つために必要な追加のビット数より少ないからである。２０の４ビット指数を伝えるためには８０ビットが必要である。以下に述べる他の符号化モードに加えて、図５に示す指数を符号化するＤ１５モードの価値のあるブロックずつの数字は、４ビット指数から成る２０の浮動小数点数を符号化するために必要なビット数と比較して節約される正味のビット数によって表される。図８は、図７に示すものと類似のグラフを示す。四角は、微分値を−１乃至１の範囲に制限する調節された指数を表す。従来の２進表現で各微分値を伝えるためには２つのビットを必要とするにすぎない。従って、これらの調節は、２０の指数と比較して２０の制限された微分値を伝えるための４０ビットの節約に帰着する。図８に示す例に対して調節された指数及びそれそれの調節されていない指数間の差の合計は４５と等しい。各指数が１つの仮数と関連すると仮定すると、微分値を−１乃至１の範囲に制限することで、制限された微分値を用いて伝えるために必要とされるより５つ少ないビットを用いて所与の精度レベルで２０の浮動小数点数を伝えることが可能である。位取り因数微分値が３つの状態に制限されているので、この微分値符号化モードをここではＤ１３と呼ぶ。上記２つの各例は、指数微分値を零に関して対称な範囲に制限しているが、非対称な範囲も用いることができる。例えば、４・状態Ｄ１４符号化モードでは、微分値を−１乃至２の範囲に制限できるであろう。Ｄ１５符号化モードでは、微分値を−１乃至３の範囲に制限できるであろう。もし非対称範囲がオーディオ符号化システムで用いられるなら、例えば、概してより大きな正の微分値を考慮するのが望ましい。なぜならば、符号化誤差は、一時的心理音響隠蔽効果のために大きな振幅増加よりはむしろ大きな振幅減少に対して一層大きく許容できるからである。微分コードパッキング概して従来の２進表現は、微分値を伝えるための有効な方法ではない。例えば、既に述べた通り、−１乃至１の範囲に制限された微分値は、２ビットだけの従来の２進表現によって伝えることができる。しかし、この表現は不十分である。 −１乃至１の範囲は、３つの別個の整数値−１、０及び１のみから成るが、２つの２進ビットは、４つの別個の整数値を表すことができる。事実上、もし２つのビットが３つの値の１つのみをとることができる微分値を伝えるために用いられるなら、ビットの端数部分は無駄になる。端数ビットは、倍数微分値を一緒にまとめること（パッキング）によって再生利用できる。これをどの様に行うかの一例は、第１に、各可能な微分値を０乃至Ｎ−１の範囲内の整数に写像する写像関数Ｍ（ｉ）を各微分値に適用し、その後以下の多項式を計算することによってパッキング操作を行う。ここで、Ｍ(i) ＝微分値△iの写像された値Ｎ＝各微分値がとることができる状態の数ｎ＝まとめる（パッキング）ための位取り因数の数Ｎ連続整数の範囲内の任意の整数値をとれる微分値に対する簡単な写像関数Ｍ(i )は次式である。Ｍ(i) ＝ △i − △min ここで、△minは、微分値がとれる最小値微分値をより有効な表現にまとめる（パッキング）能力は、微分範囲の制限を一層興味深いものとする助けとなる。例えば、−２乃至２の範囲を有する５・状態微分値は、写像関数Ｍ(i) ＝ △i −（−２）＝ △i＋２によって０乃至４の範囲に写像することができる。３つの写像された値は、多項式Ｐ＝Ｍ（１）＋５Ｍ（２）＋２５Ｍ（３）を計算することによって７ビット２進表現Ｐにまとめることができる。その結果各５・状態微分値は、約２．３３ビットによって伝えることができる。図７に示す例については、Ｄ１５符号化モードを用いてまとめられた２０の微分値を伝えるのに要するビットは約４６．６７である。これは、指数自体を伝えるのに要する８０ビットとは対照的であるが、仮数精度を維持するために２３の追加ビットが必要となる。その結果、コードパッキングを有するＤ１５符号化は、２０の指数及び関連する仮数を伝えるのに必要なビットに対して約１０．３３ビットの正味の節約を達成している。 −１乃至１の範囲を有する３・状態微分値は、写像関数Ｍ(i) ＝△i −（−１）＝△i ＋１によって０乃至２の範囲に写像することができる。３つの写像された値は、多項式Ｐ＝Ｍ（１）＋３Ｍ（２）＋９Ｍ（３）を計算することによって５ビット２進表現Ｐにまとめることができる。その結果各３・状態微分値は、約１．６７ビットで伝えることができる。図８に示す例については、Ｄ１３符号化モードを用いてまとめられた２０の微分値を伝えるのに要するビットは約３３．３３である。これは、指数自体を伝えるのに要する８０ビットとは対照的であるが、仮数精度を維持するために４５の追加ビットが必要となる。その結果、コードパッキングを有するＤ１３符号化は、約１．６７ビットの正味の節約を達成している。この特殊な例に対しＤ１５符号化モードは、Ｄ１３符号化モードより大幅に情報要件を低減させることができる。これはすべての場合には当てはまらない。一定の範囲内で、より平坦なスペクトル形状を有する信号に対しては、Ｄ１３のような『より低い』微分符号化モードは、Ｄ１５のような『より高い』モードより情報要件を低減させる上でより効果的であろう。適切な長さの多項式を用いることによってあらゆる数の微分値をまとめることが可能であるが、パッキングが適度に有効なので先の各例に対しては３項から成る多項式を用いた。パッキング効率は、多項式の項数が増すにつれて増大する傾向にあるが、実際の実施態様において項数は制限される。なぜならば、さもなければ結果的に生じるまとめられた表現が過度に長くなり処理が一層困難になるからである。各種の実施態様に対する以下の論議は、３項の多項式を前提としている。コードパッキングは、概して完全に有効ではない。例えば、３つの５・状態微分値の７ビット表現は、約９８％の効率にすぎない。なぜならば、７ビットで表すことができる１２８の可能なすべての状態の内１２５のみが３つの微分値を伝えるために必要とされるに過ぎないからである。残りの３つの『未使用』状態は、それがなにか他のことに用いられない限り無駄になるからである。例えば、これらの未使用状態は、制限範囲外の位取り因数微分値を表すのに用いることができるが、これは特殊な扱いが必要になる程頻繁に発生する。これらの未使用状態に対する幾つかの用途は以下に提起される。ブロック位取りブロック位取り技術は、符号化された信号の情報要件をさらに低減させるために時々用いることができる。図７と同様な図９及び１０は、微分符号化に対する一例のブロック位取りの効果を例示する。四角は、微分値を−２乃至２の範囲に制限する調節された指数値を表すが、調節された指数の値は、ブロック内の最大指数と等しくするためにさらに制限される。各ブロックの指数が等しいので、各ブロックから１つの指数のみを符号化することによって情報要件を低減させることができる。図９において、指数は２指数ブロックにグループ化される。調節されていない指数Ｘ1に対する微分値は、許容範囲内にあるが、指数Ｘ1は、ブロック内の最大指数Ｘ2と等しくなるように調節される。同様に指数Ｘ10は、Ｘ9と等しくなるように調節される。この微分符号化は、ここではＤ２５と呼ぶ符号化モードの一例である。２は、２つの位取りされた値が各位取り因数と関連することを示す。５は、位取り因数微分値が５つだけの状態の内の１つをとるように制限されることを示す。上記の通り５・状態微分値をパッキングすることによって、３つの微分値を７ビットで伝えることができる。１０だけの微分値が符号化されるので、Ｄ２５符号化モードを用いて約２３．３３ビットで当該微分値を伝えることができる。しかし、図９の陰影をつけた区域を参照することによって、仮数精度を維持するために４５の追加ビットを要することを決定することができる。その結果、コードパッキングを有するＤ２５符号化は、約１１．６７ビットの正味の節約を達成した。図１０において、指数は４指数ブロックにグループ化される。この微分符号化は、ここではＤ２５と呼ぶ符号化モードの一例である。４は、４つの位取りされた値が各位取り因数と関連することを示す。５つだけの微分値が符号化されるので、コードパッキングを有するＤ４５符号化モードを用いて約１１．６７ビットで微分値を伝えることができる。しかし、図１０の陰影をつけた区域を参照することによって、仮数精度を維持するために６７の追加ビットを要することを決定することができる。その結果、Ｄ４５符号化は、約１．３３ビットの正味の節約を達成している。この特殊な例に対して、Ｄ２５符号化モードは、Ｄ１３、Ｄ１５又はＤ４５符号化モードのいずれよりも大幅に情報要件を低減させることができる。一定の状況において、Ｄ４５符号化モードは、他の符号化モード以上に情報要件を低減させることができる。他の状況においては、個々の位取りによって達成されるもの以上に情報要件を低減させることができる形の微分符号化は存在しない。一定の範囲内で、より平坦なスペクトル形状を有する信号に対して、Ｄ４５のような『より広い』微分符号化モードは、Ｄ１５のような『より狭い』符号化モードより一層有効に符号化された信号の情報要件を低減させるであろう。上記ブロック位取り技術においては多くの変形が可能である。例えば、Ｄ２５符号化モードは、一対の指数微分値△i及び△i+1に対して表１に示すような５・状態写像関数Ｍ(i)を用いることができる。Ｄ４５符号化モードは、４つの指数微分値△i乃至△i+3に対して表２に示すような５・状態写像関数Ｍ(i)を用いることができる。写像関数の選択は、符号化性能にかなりの影響を与える可能性があるが、本発明概念の実施上決定的なものではない。スペクトル包絡線分解能分割帯域符号化システムのある実施態様では、ブロック位取り因数に基づいて適応的にビットをサブバンド信号に配分することによって量子化雑音を制御している。例えば、変換符号化システムにおいて変換係数は、サブバンドにグループ化され、サブバンド内の最大係数の大きさに基づいてすべての係数に同一数のビットが配分される。サブバンド符号化システムにおいては、サブバンド信号内の各サンプルには、サブバンド信号の振幅に基づいて同一数のビットが配分される。図１１は、変換フィルタバンクから生じたサブバンド信号成分の仮想的例を示し、同図において円は、各変換系数に対する個々の位取り因数を表す。以下の例についての論議を簡単にするために、位取り因数は、上記浮動小数点表現の形の４ビット指数であると仮定する。ブロック位取りを用いる変換符号化システムの一実施態様において、例示したサブバンド内の最大成分Ｑ118と関連する指数Ｘ118は、ブロック位取り因数である。ブロック位取り因数の値に応答して配分ファンクション（関数）は、Ｑ118 の振幅から約３０ｄＢ低い隠蔽（マスキング）しきい値１１０２を設定する。このしきい値より低い量子化雑音は、サブバンド内のスペクトルエネルギによって隠蔽されると考えられる。簡単なビット当たり６ｄＢ法則を用いて、配分ファンクションはサブバンド内の１４成分の各々に６ビットを配分する。６ビットの１つは、量の符号を表し、残りの５ビットは、２の補数の形で量の大きさを表す。例えば、浮動小数点数では＋０．１₂Ｅ４として表すことができる量をＱ116＝０．０３１２５と仮定する。指数Ｘ118をブロック位取り因数として用い、仮数に６ビットを配分することによって、Ｑ116は＋０．００００１０Ｅ１と表すことができる。仮数は正規化されない、すなわち、それは０．５未満の大きさを有する。なぜならば、それはブロック位取り因数Ｘ118に関して再位取りされるからである。Ｑ116仮数が正規化されないので、量Ｑ116と配分結果から生じる量子化雑音との間の信号対雑音比（ＳＮＲ）は、たとえ仮数に６ビットが配分されていても、約１２ｄＢにすぎない。この低下したＳＮＲにもかかわらず、それが依然として隠蔽しきい値１１０２より低いので、量子化雑音は聴取できない。しかし、ビット配分が可能な限り効率的でないことは明らかである。仮数には６ビットが配分されているが、量子化雑音を隠蔽するのに必要な１２ｄＢのＳＮＲを達成するためには、Ｑ116に対する正規化された仮数は、３ビットだけを必要とするにすぎない。もし仮数が正規化された形で符号化できるなら、Ｑ116仮数に配分された３ビットは不要である。この例から、個々の位取り因数を符号化するのに必要なビット数を、正規化された仮数への一層正確な配分によって節約できるビット数に対して釣り合わせることによって、符号化された信号の情報要件を低減させることができることが分かる。図１１において、陰影をつけた区域の頂点と、陰影をつけた区域の底部に沿った折れ線上の点との間の距離が、正規化された仮数を符号化することによって節約できる仮数ビットの数を表す。例えば、Ｑ112 仮数がブロック位取り因数Ｘ11 8に関して位取りされる場合にそれを符号化するために１０ビット追加する必要があるが、これはＱ112仮数が個々の位取り因数Ｘ112に関して位取りされる場合にそれを符号化するために要するビット数と対照的である。しきい値１１０２より低い指数を有するスペクトル成分は、聴取できないので符号化する必要がないことも明らかである。同成分が表すスペクトルエネルギは、サブバンド内の他のスペクトルエネルギによって隠蔽されるであろう。図１１に示す例では、量Ｑ112−Ｑ114及びＱ122-Ｑ125と関連する仮数にはビットを配分する必要はない。これは、符号化された信号の情報要件のさらなる低減に帰着する。さらに図１１の例を参照すると、ブロック位取り、５・状態微分符号化及び上記のコードパッキングを用いるエンコーダは、ブロック位取りを伝えるのに約２．３３ビット、１４の６ビット仮数を伝えるのに８４ビット、全体で約８６．３３ビットを必要とする。対照的に、個々の位取り、５・状態微分符号化及び上記コードパッキングを用いるエンコーダは、１４の指数微分値を伝えるのに３２．６７ビット、隠蔽しきい値より上の７つの量に対する仮数を伝えるのに２６ビット、全体で約５８．６７ビットを必要とする。より高い分解能のスペクトル包絡線を用いることで、この特殊なサブバンド信号に対して約２６．６７ビットの正味の節約を実現している。図１１の例及びスペクトル包絡線分解能の論議は、特に変換符号化システムに向けられているが、当該原理は、サブバンド符号化システムにも適用される。概して、スペクトル包絡線の分解能は、サブバンドフィルタバンク内の帯域幅によって制御される。ブロック位取り因数は、多重点までダウンサンプリングするサブバンド信号に適用可能で、個々の位取り因数は、単一点までダウンサンプリングするサブバンド信号に適用することができる。これらの位取り因数は、スペクトル包絡線の推定値を与えることができる。位取り因数再利用エンコーダは、既にデコーダに知られている位取り因数を用いることによって符号化された信号の情報要件を低減させることができる。これを行うことができる一方法は、より早く発生された一組の位取り因数を用いてサブバンド信号を符号化し、当該位取り因数を再利用する旨の表示を符号化された信号内でデコーダに伝えることである。任意の数の先の位取り因数の組から１組の位取り因数を再利用できるが、数は通常実際的事項により限られている。すなわち、これらの組を記憶するためにエンコーダ及びデコーダで利用できる記憶容量、先のどの組のどの位取り因数を再利用すべきかを伝えるために符号化された信号内で利用できる情報容量及びエンコーダによって行われる各組からの選択に要する処理量のような事項が含まれる。位取り因数の再利用は、もし早い位取り因数が現位取り因数と著しく異なるなら、情報容量を低減させることはできない。この状況は、微分値の範囲を制限するように指数を調節するための上記のものと本質的に同じである。例えば、図７のグラフの例は、円で現位取り因数を表し、四角で早い位取り因数を表すものと解釈することができる。早い位取り因数を用いる場合には２組の位取り因数の差が、位取りされた値の精度を維持するために追加されるビットの必要性を表す。一実施態様において再利用表示は、符号化された信号内につねに存在する単一ビットである。１に設定する場合は、新しい位取り因数は符号化された信号には存在せず、先の組の位取り因数がデコーダで用いられるべきであることを示す。位取り因数は、位取りされた値の精度を維持するために必要な追加のビット数が現位取り因数と、因数間の差とを伝えるために必要なビット数より少ない場合には何時でも再利用される。図７のＤ１５符号化の例を参照すると、仮数の精度を維持するために２３ビット追加する必要があるが、早い位取り因数を再利用することによって約４６．６７ビットが節約される。図８のＤ１３符号化の例では、仮数の精度を維持するために４５ビット追加する必要があり、早い位取り因数を再利用することによって約３３．３３ビットだけが節約されるにすぎない。図９のＤ２５符号化に対しては、仮数の精度を維持するために４５ビット追加する必要があり、早い位取り因数を再利用することによって約２３．３３ビットだけが節約されるにすぎない。図９のＤ４５符号化に対しては、仮数の精度を維持するために６７ビット追加する必要があり、早い位取り因数を再利用することによって約１１．６７ビットだけが節約されるにすぎない。同様により広い符号化モードでも、より狭い符号化のために先に発生された位取り因数を再利用してもよい。例えば、Ｄ４５モードの符号化は、先にＤ１５のために用いた一組の位取り因数を用い、例えば、同組の４番目の位取り因数を選択するようにしてもよい。エンコーダは、『前方を見ること』によって位取り因数を最大に再利してもよい。一実施態様においてエンコーダは、２以上のサブバンド信号ブロックのフレームを検査し、同フレーム内の大多数のブロックを符号化するのに用いることができる一組の位取り因数を設定している。フレーム内の全部又は大抵のブロックを最も良く表す一組の『フレーム位取り因数』は、同フレーム内で符号化され、同フレーム内で後で起こるブロックのために再利用される。フレーム位取り因数によって十分に表されないフレーム内の孤立したブロックは、特殊な組の位取り因数を用いて符号化できる。同様に孤立したブロックは、その位取り因数が多分一度だけ用いられるべきであり、次のブロックに対してはフレーム位取り因数が用いられるべきである旨の表示をも含む。フレーム位取り因数を設定する簡単な一技術は、フレーム内の各ブロック内の各サブバンド信号につき位取り因数を計算し、フレーム内のすべてのブロックを横切ってそれぞれのサブバンドの各々につき最大の位取り因数値を決定し、これらの最大位取り因数を含む一組を構成することから成る。フレーム位取り因数よりはむしろ特殊な組の位取り因数を用いて符号化されるべきブロックは、上記のものと同様に価値のあるブロックごとの数字を用いることによって識別される。選択されたサブバンドの微分符号化エンコーダは、選択されたサブバンドに各種の符号化方法を適用することによって符号化された信号の情報要件を低減させることができる。例えば、エンコーダは、スペクトルの比較的平坦な部分にＤ２５符号化を適用し、平坦でないスペクトル部分にＤ１５符号化を適用し、微分値が非常に大きいスペクトル部分に対しては微分符号化を適用せず、スペクトルのその他の部分に対しては早い組の位取り因数の再利用を表示することができる。例えば、『用いられていない』状態は、一符号化モードから他のモードへのスイッチを表示するためにコードパッキングと共に用いてもよい。実際問題としては、符号化された信号の潜在的な情報要件の正味低減と、これらの選択に対する表示を伝えるための情報要件の増加及び同選択を行うための処理費用とを交換しなければならないことを伴う。一実施態様においてエンコーダは、Ｄ４５モードを用いてある周波数より上方ではすべての指数が符号化される周波数を選択する。この周波数より下方では、Ｄ１５又はＤ２５のいずれかの符号化モードが用いられる。遮断数端数及び下方の周波数に対して選択された符号化モードの表示は、符号化された信号に含まれる。その他の特性本発明は、信号の過渡現象のような各種の事象に応答してサブバンド信号ブロックの長さを改変する符号化システムの実施態様で用いることができる。例えば、1991年10月に発行されたＷＩＰＯ出版ＷＯ 91/16769は、Princen及びBradley のＴＤＡＣフィルタバンクを用いた符号化システムを開示しており、そこでは入力信号の過渡現象発生に応答してより短いブロック長に切替えることができる。本発明をこの様な符号化システム内へ組込むための特別な考慮は不要であるが、各種の実際的な事項が関連するであろう。例えば、５１２・点ブロック及び２５６・点ブロック間で適応的にスイッチ転換を行う低ビットレート２０ｋＨ帯域幅符号化システムの特殊な一実施態様においては、短いサブバンド信号ブロックを符号化するためにはＤ１５符号化モードは用いられないが、Ｄ２５及びＤ４５モードが望み通り用いられる。なぜならば、概してＤ１５モードを用いても短いブロックを符号化するために十分なビットは入手できないからである。同様に本発明は、２以上のチャンネルを適応的に合成表現に結合させることによって、符号化された信号の情報要件を制御する多重チャンネル符号化システムの実施態様で用いることもできる。例えば、1992年７月23日に発行されたＷＩＰＯ出版ＷＯ 92/12607は、多重チャンネルオーディオ情報用のこの様な符号化システムを開示している。本発明をこの様な符号化システム内へ組込むための特別な考慮は不要である。多重チャンネル分割帯域エンコーダの一実施態様においては、２以上のチャンネルを表す高周波サブバンド信号のみが、合成表現に結合される。サブバンド信号位取り因数の微分符号化は、結合表現に適用されるが、個々の低周波サブバンド信号には適用されない。各種の問題事項は特殊な符号化用途で必要なものに依存するが、いずれも本発明がどう使われるかについては何等の限定も表さない。スイッチ転換規準エンコーダは、第１に各種の符号化モードを用いた結果得られる符号化された信号の情報要件を決定し、次いで最大低減を達成するモードに適応的に転換することによって、時々符号化された信号の情報要件をさらに低減させることができる。多くの代替転換ファンクション（関数）が利用できる。例えば、転換ファンクションは、モード間の転換をスペクトル形状の規準に基づいて決定することができる。Ｄ１５と対照的なＤ１３のようなより低い符号化モード及びＤ１５と対照的なＤ４５のようなより広い符号化モードは、概してより平坦なスペクトル特性を有する信号を符号化するのに一層有効である。可能な一規準は、上で述べた価値のある基本的ブロック毎の数字である。他の規準は、Jayant、 Null共著『波形のデジタル符号化』（Englewood Cliffs，NJ、1984年、56-58 頁）に記載されたスペクトル平坦度規準（ＳＭＦ）である。ＳＦＭは、値が０乃至１の範囲にある単一の数によって信号のパワースペクトル密度を描写している。ＳＦＭは、波形予測可能性に逆比例する。１の値は、ホワイトノイズの特性を有する予測不能信号を描写する。０の値は、完全に予測できる信号を描写する。本発明に各種の面を組入れたエンコーダの一実施態様は、ＳＦＭが次第により低いしきい値より下方に下がるにつれて、次第により広い符号化モードに転換する。他の例としては、転換決定が、ＳＦＭのような規準Ｆ(K) 又は先に述べた価値のあるブロック毎の数字のような規準の長期平均に基づいてもよい。平均は、規準に低域濾波フィルタを適用することによって得ることができる。例えば、計算された規準Ｆ(k) 指数的に減衰する平均は、以下のような簡単なＩＩＲフィルタから得ることができる。Ａ(k) ＝{Ｆ(k)−Ａ(k-1)}・Ｅ＋Ａ(k-1) ここで、Ａ(k) ＝繰返しｋに対する濾波された平均Ｅ＝フィルタ時定数フィルタの時定数は、応答時間を短期間状態を横切る応答の安全性と釣り合わせる。上記代替実施態様の特徴は、各種の方法で結合して単一の実施態様に組入れてもよい。特徴はまた、例えば、適応的に信号特性に応答するか若しくは不変の形で選択的に適用してもよい。例えば、異なった微分符号化モードは、入力信号スペクトル形状に応答して選択さてたサブバンドに適用するか又は信号特性の経験的な証拠に基づいて不変の形で用いてもよい。選択的な適用を行う方法が、本発明の範囲を制限することはない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年９月４日【補正内容】例えば、微分値を−１乃至１に制限することによって、従来の２進表現を用いて当該微分値を伝えるためには２ビットしか必要としない。これは、１微分値当たり２ビットの節約に帰着する。例えば、数字Ｑ1＝−０．０９３７５は、浮動小数点数−０．１１₂Ｅ３として表すことができ、また連続する数字Ｑ2＝０．００１９５３１２５は、浮動小数点数＋０．１₂Ｅ８として表すことができる。２つの数字間の指数微分値は＋５である。数字Ｑ2の指数を調節し、Ｑ2が＋０．００００１₂Ｅ４と表されるように関連する仮数を再位取りすることによって、例えば、指数微分値が＋１に下げられる。図６は、微分値を−２乃至２の範囲に制限するために指数を調節する結果を例示する。円は、調節前の指数値を表し、従って図５に示したものと同一である。四角は、調節後の指数値を表す。指数Ｘ1乃至Ｘ3に対する調節は、相当する微分値△1乃至△3が既に−２乃至２の制限された範囲内にあるので不要である。指数Ｘ4は、原微分値△4の大きさを−３から−２まで低減させるために四角６０２で表される新しい値に調節される。同様な調節が指数Ｘ8、Ｘ10、Ｘ11、Ｘ15、Ｘ1 6、及びＸ18に対してなされる。指数Ｘ13も同様に調節されるが、この調節は、２つの事項によって影響される。第１に、指数に対する初期調節で指数Ｘ12、Ｘ13間の原微分値△13の大きさを −６から−２に低下させる。この調節から結果的に生じる指数値は、十字６０４で表される。第２に、指数Ｘ13、Ｘ14間の残りの微分値△14が大きすぎるので追加の調節が必要である。この追加の調節で、残りの微分値が＋６から＋２に低減される。第２調節の結果生じる指数値Ｘ13は、四角６０６で表される。結果的に生じる指数Ｘ12、Ｘ13間の微分値△13は＋２で、従ってさらに調節する必要はない。もし、指数Ｘ12、Ｘ13間の微分値が大きすぎるなら、微分値を低減させるために指数Ｘ12が増大されるであろう。もし指数Ｘ12が増大されるなら、指数Ｘ11 、Ｘ12間の微分値が検査され、当該微分値が大きすぎないことを確認するために指数Ｘ11をさらに調節する必要があるかどうかを決定するようにされる。これらのさらなる調節は、各先行指数につきなされ、先の微分値が大きすぎなくなるまで、若しくは第１指数Ｘ0が処理されるまで行われる。以下のプログラム断片は、可能な調節が行われる一方法を表す。各種の代替方法が可能である。ライン０１−０３は、指数Ｘ1−Ｘ20につき指数微分値を計算する。可変△iは、指数Ｘi-1、Ｘi間の微分値を表す。ライン０４−２２は、指数微分値を−２乃至２の範囲に制限するために指数を制限する。ライン０５は、微分値 △iが制限範囲内かどうかを決定する。もしそうなら、ライン０４は、指数ｉを次の微分値まで進め、全微分値が処理されるまでライン０５−２１の処理を繰り返す。もしライン０５が、微分値△iが制限範囲内にないと決定するなら、１以上の指数の調節を要する。ライン０６は、微分値が大きすぎるか又は小さすぎるかを決定する。もし小さすぎるなら、ライン０７−１０が必要な調節を行い、さもなでれば、ライン１２−１８が、必要な調節を行う。もし微分値が小さすぎるなら、ライン０７が、−２と等しい微分値を得るために指数Ｘiを増加させなければならない量を決定する。変数ｋは、この量に設定される。、ライン０８は、指数Ｘiを量ｋだけ増加させる。ライン０９は、−２と等しい微分値△iを設定し、ライン１０は、次の指数に対し微分値△i+1を量ｋだけ減少させる。もし、微分値が大きすぎるなら、ライン１２が、変数ｊを現指数ｉと等しく設定する。ライン１３は、２未満の微分値に遭遇するまで若しくは変数ｊが、０になるまでライン１４−１８で行われる処理を繰り返す。ライン１４は、２と等しい微分値を得るために先の指数Ｘj-1を増加させなければならない量を決定する。変数ｋは、この量に設定される。ライン１５は、量ｋだけ指数Ｘj-1を増加させる。ライン１６は、微分値△jを２と等しくに設定し、ライン１７が、先の指数に対して微分値△j-1を量ｋだけ増加させる。ライン１８は、変数ｊの減少を示し先の微分値及び指数を指すようにする。ライン１３−１９に示す論理はさらに改良し得る。ライン１５は、もし指数Ｘ 0、Ｘ1間の微分値△1が大きすぎるなら、指数Ｘ0の値を調節するが、ライン１７は、微分値△0の値を調節する必要はない。なぜならば、この微分値が定められていないからである。指数微分値を制限することで当該微分値を伝えるためにに要するビット数は減少させることはできるが、所与のレベルの精度で仮数を伝えるために要するビット数をも増加させる可能性がある。上記例に関して、Ｑ2の指数を８から４へ調節することによって、同一精度で仮数を表すのに要するビット数は４だけ増加する。当該微分値を−１乃至１の範囲に制限っすることで微分値を伝える２ビットを節約できるが、関連する仮数を同一精度で伝えるために４ビット追加する必要がある。図６と類似する図７のグラフは、微分値を−２乃至２の範囲に制限するための指数調節結果を示す。円は、調節前の指数値を表し、四角は、調節後の修正された指数値を表す。円を結ぶ折れ線は、四角を結ぶ折れ線より正確にスペクトル包絡線を表しているが、調節された指数の制限された微分値を伝えるために要するビットは少ない。例えば、従来の２進表現を用いることによって、各調節されていない指数を表すために４ビットが必要とされるが、調節された指数に対する各制限された微分値を表すために３ビットが必要とされるにすぎない。これは、２０指数に対して２０ビットの節約に帰着する。離散変換によって実行されるデジタルフィルタバンクの一周波数応答特性は注目に値する。概して分析窓のデザインに依存するが、かなりの量のスペクトルエネルギが隣接フィルタ帯域内に漏れるのを許容する高側ローブを犠牲にして、変換に基づくフィルタは狭い主ローブを達成することができる。Harris著『離散フーリエ変換による調和解析用窓』（Proc．IEEE，vol．66，1978年１月、51-83頁）参照のこと。この側ローブ漏れのために、一変換係数によって表される周波数のみに存在するスペクトルエネルギの一部が、隣接変換係数内に漏れ、隣接変換係数は、スペクトルエネルギがそれぞれの周波数に存在することを誤って示すであろう。側ローブ漏れの一結果は、スペクトルエネルギが変換係数間で変化できる速度に課される制限である。この制限のために位取り因数微分値の大きさが内在的に制限される。言い換えると、フィルタバンクの側ローブ漏れのために、もしあれば、位取り因数微分値を制限するために位取り因数に対しては大きな調節を要するであろう。図７に示す２つの折れ線間の陰影をつけた部分は、調節前の指数と関連する仮数によって伝えられるものと同一レベルの精度で、調節された指数と関連する浮動小数点仮数を伝えるために要する追加ビットの概略の大きさである。例えば、指数Ｘ3と関連する各仮数に対しては１ビットの追加を必要とし、指数Ｘ4と関連する各仮数に対しては３ビットの追加を必要とする。図７に示す例に対する調節された指数およびそれそれの調節されていない指数間の差の合計は２３と等しい。各指数が一仮数と関連すると仮定すると、これは、調節された指数を用いてすべての仮数を伝えるためには２３の追加ビットが必要であることを意味する。しかし、微分値を−２乃至２の範囲に制限することによって２０ビットしか節約されないので、指数及び仮数から成る２０の浮動小数点数は、制限された微分値を用いて当該数を伝えるために必要なビットより３つ少ないビットを用いて、所与のレベル精度で伝えることができる。このモードの微分符号化は、ここではＤ１５と呼ぶ。１は、１つの位取りされた値が１つの位取り因数と関連することを示す。５は、位取り因数微分値は５つだけの状態の内の１つをとるように制限される。この例では、５つの状態は、− ２乃至２の範囲内の整数である。この例におけるＤ１５符号化モードは、情報要件の低減を達成することはできない。なぜならば、制限された微分値を伝えるために節約されたビット数が、仮数精度を保つために必要な追加のビット数より少ないからである。２０の４ビット指数を伝えるためには８０ビットが必要である。以下に述べる他の符号化モードに加えて、図５に示す指数を符号化するＤ１５モードの価値のあるブロックずつの数字は、４ビット指数から成る２０の浮動小数点数を符号化するために必要なビット数と比較して節約される正味のビット数によって表される。図８は、図７に示すものと類似のグラフを示す。四角は、微分値を−１乃至１の範囲に制限する調節された指数を表す。従来の２進表現で各微分値を伝えるためには２つのビットを必要とするにすぎない。従って、これらの調節は、２０の指数と比較して２０の制限された微分値を伝えるための４０ビットの節約に帰着する。図８に示す例に対して調節された指数及びそれそれの調節されていない指数間の差の合計は４５と等しい。各指数が１つの仮数と関連すると仮定すると、微分値を−１乃至１の範囲に制限することで、制限された微分値を用いて伝えるために必要とされるより５つ少ないビットを用いて所与の精度レベルで２０の浮動小数点数を伝えることが可能である。位取り因数微分値が３つの状態に制限されているので、この微分値符号化モードをここではＤ１３と呼ぶ。上記２つの各例は、指数微分値を零に関して対称な範囲に制限しているが、非対称な範囲も用いることができる。例えば、４・状態Ｄ１４符号化モードでは、微分値を−１乃至２の範囲に制限できるであろう。Ｄ１５符号化モードでは、微分値を−１乃至３の範囲に制限できるであろう。もし非対称範囲がオーディオ符号化システムで用いられるなら、例えば、概してより大きな正の微分値を考慮するのが望ましい。なぜならば、符号化誤差は、一時的心理音響隠蔽効果のために大きな振幅増加よりはむしろ大きな振幅減少に対して一層大きく許容できるからである。フォーマッタフォーマットプロセスは、位取りされた値、微分符号化された表現、基数値、及び多分１以上の位取り値を伝送及び記憶に適した形にアセンブルすることによって符号化された信号を発生させる。一位取り因数は、微分符号化された表現の相対値を決定する基数として役立たせることができる。多くの実際的な実施態様において、誤差検出・補正コード（ＥＤＣ）、フレーム同期コード、データベース検索キーのような付加的情報も符号化された信号にアセンブルされる。特定な実施態様で用いられるフォーマットプロセス及び同プロセスから結果的に生じる符号化された信号のフォーマットは、本発明の実施上決定的なものではない。【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年１０月１３日【補正内容】明細書微分符号化された桁移動子式サブバンドコーダ技術分野本発明は、概して情報の低ビットレート符号化に関する。特に、本発明は、オーディオ又はビデオ情報のような１以上の情報チャンネルのスペクトル包絡線の符号化に関する。背景オーディオ及びビデオ信号処理の分野においては、信号品質上の知覚可能な損失なしに信号を表すのに要する情報量を最小にすることに多大の関心がある。情報要件を下げることによって、通信チャンネル及び記憶媒体に対する信号の情報容量要件は低くなる。より少ない２進ビットで符号化された信号サンプルから成るデジタル信号は、信号を表すのにより多くのビット数を用いて符号化されたデジタル信号より低い伝送情報容量要件を与える。もちろん、知覚される信号品質を劣化させることなく実現可能な低減量には限界がある。各信号サンプルを表すのに利用できるビット数は、符号化された信号サンプルによる信号表現の精度を設定する。より低いビットレート、各サンプルを表すのに利用できるビットがより少ないことを意味する。従って、より少ないビットレートは、より大きな量子化上の不正確性又は量子化誤差を意味する。多くの用途において、量子化誤差は量子化雑音として現れ、誤差がかなり大きい場合量子化雑音は、符号化された信号の本質的品質を劣化させる。分割帯域符号化各種の分割帯域符号化技術で、いろいろな心理音響効果を用いることによって知覚可能な劣化なしに情報要件を低下させることが試みられている。例えば、オーディオ用途において人の聴覚系は、可変中心周波数及び中心周波数の関数として変化する帯域幅を有する高度に整調された非対称フィルタと類似した周波数分析特性を示す。別個の音調を検出する人の聴覚系の能力は、概して音調間の周波高分解能スペクトル包絡線推定値を用いることによって、配分関数は、より最適な配分情報を設定するために各位取り値に対してより正確な心理音響モデルを適用することができる。他方では、符号化された信号の位取り因数を表すのに必要なビット数を低減させるために、より多くの位取り値を有するより大きなブロックを用いるのが望ましい。より大きなブロックは、有効信号帯域幅を横切る位取り因数の数を減少させ、それによってスペクトル包絡線推定値分解能を低下させる。これは、位取り因数を伝えるの要するビット数を低下させるが、概して臨界帯域幅より広いサブバンドを表すブロックを用いるのは望ましくない。上記の通り、臨界帯域幅より広くない帯域幅のサブバンドを用いるコーダは、より広い帯域技術で可能なものより心理音響効果をより良く利用することができる。ドイツ特許DE 41 02 324は、位取り因数の微分符号化を用いるサブバンド技術を記載している。連続する位取り因数間の差の大きさは、５クラスの１つに配分、クラスの順番を表す制御コードが発生される。制御コードの適切なパターン及び１以上の位取り因数は符号化された信号にアッセンブルされる。概してこの技術は、位取り因数を符号化するのに要するビット数を低減させる。しかし、同技術は期待される信号統計に応じて予め設定しなければならないベクトル符号化表をを用いる。発明の開示本発明の目的は、高分解能スペクトル包絡線推定値の低ビットレート符号化に備えることである。本発明の教示によるエンコータの一実施態様においては、フィルタバンクが入力信号を複数のサブバンド信号に分割し、桁移動子が位取り因数および位取り値を含むサブバンド信号の位取り表現を発生させ、微分回路が位取り因数の微分符号化された表現を発生させ、フォーマッタが、微分符号化された表現を含む位取り因数および位取り値を、伝送及び記憶に適したフォーマットを有する符号化された信号にアセンブルする。微分符号化された表現は、入力信号帯域幅を横切る位取り因数微分値を含む。桁移動子は、位取り因数から成る位取りされた表現を発生させ、同表現は、位取り因数間の差の範囲を制限する必要がある場合符号化された信号の情報要件が低減されるように調節される値を有する。これらの実施態様の有利な変形は、本明細書及び請求項に記載されている。本発明は、これらの実施態様に限定されない。本発明の各種の特徴及び好ましい実施態様は、以下の論議及び添付図面を参照することによりより良く理解されるであろう。以下の論議及び図面は、例として示したに過ぎず本発明の範囲を限定するものと理解すべきではない。図面の簡単な説明図１は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの一実施態様を示す構成図である。図２は、本発明の各面を組入れた分割帯域デコーダの一実施態様を示す構成図である。図３は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの他の実施態様を示す構成図である。図４は、本発明の各面を組入れた分割帯域デコーダの他の実施態様を示す構成図である。図５は、微分符号化された位取り因数を表す仮想グラフである。図６は、位取り因数及びそれに対応する微分値の範囲を制限する調節値を表す仮想グラフである。図７−１０は、各種の微分符号化モードによる位取り因数及びそれに対応する微分値の範囲を制限する調節値を表す仮想グラフである。図１１は、ブロック位取りの効果を例示するサブバンド信号成分を表す仮想グラフである。発明の実行モード基本エンコーダ・デコーダ構成図１は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの一実施態様を示す。フィルタバンク１０２は、路１００から受信した入力信号に応答してサブバンド信号を発生させる。桁移動子１０４は、フィルタバンク１０２から受信したサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる。位取りされた表現は、１以上の位取りされた値と関連する位取り因数から成る。部分回路、すなわち、微分器１０６は、位取り因数の微分符号化された表現を発生させ、微分符号化された表現及び位取りされた値をフォーマッタ１０８へ伝える。フォーマッタ１０８は、位取りされた値及び微分符号化された表現から成る符号化された信号を路１１０に沿って発生させる。図３は、図１のものと類似の構成を有する分割帯域エンコーダの他の実施態様を示す。図１の実施態様とは対照的に、桁移動子３０４は、すべての位取り因数ではなくてその一部を微分器３０６に伝える。残りの位取り因数は、路３１２を通ってフォーマッタ３０８へ伝えられる。実施上特定のエンコーダが、微分器３０６と、図示していない他の路とを介して路３１２に沿って位取りされた値をフォーマッタ３０８へ伝えるかどうかは、単なる設計変更の問題にすぎない。フォーマッタ３０８は、位取りされた値、微分符号化された表現及び微分符号化された表現に含まれていない位取り因数から成る符号化された信号を発生させる。図２は、分割帯域デコーダの一実施態様を示す。デフォーマッタ２０２は、路２００から受信した符号化された信号から位取りされた値及び位取り因数の微分符号化された表現を引き出す。積分器２０４は、１以上の位取りされた値と関連する位取り因数から成るサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる。位取り因数は、デフォーマッタ２０２から受信した微分符号化された表現に応答して発生される。逆桁移動子２０６は、積分器２０４から受信した位取りされた表現に応答してサブバンド信号を発生させる。逆フィルタバンク２０８は、逆桁移動子２０６から受信したサブバンド信号に逆フィルタバンクを適用することによって路２１０に沿って出力信号を発生させる。図４は、図２のものと類似の構成を有する分割帯域デコーダの他の実施態様を示す。図２の実施態様とは対照的に、デフォーマッタ４０２は、位取りされた値、微分符号化された表現及び微分符号化された表現に含まれていない位取り因数を、路４００から受信した符号化された信号から引き出す。微分符号化された表現は、積分器４０４へ伝えられる。微分符号化された表現に拭く待てていない位取り印紙は、路４１２に沿って逆桁移動子４０６へ伝えられる。実施上特定のデコーダが、積分器４０４と、図示していない他の路とを介して路４１２に沿って位取りされた値を逆桁移動子４０６へ伝えるかどうかは、単なる設計変更の問題にすぎない。図１及び３は、本発明の各面を組入れたエンコーダの基本構成を例示する。同図は、符号化された信号の情報要件を低減させる符号化成分を明示していない。例えば、オーディオ符号化システムにおいては、各種の符号化技術を用いる成分は、符号化された信号の情報要件を低減させることによる聴取可能な影響を最小にするために心理音響原則を用いることができる。本発明は、多くのオーディオ符号化及びビデオ符号化用途で用いられるような符号化成分と共に用いるの極めて適している。しかし、このような符号化成分は、本発明を実施するためには不要である。情報低減符号化は、多くの方法で図１に示す実施態様に組入れることができる。例えば、符号化機能は任意の１つ内において若しくはフィルタバンク１０２、桁移動子１０４、微分器１０６及フォーマッタ１０８のあらゆる組合わせ内において実行できる。別の例として、符号化処理は、桁移動子１０４及び微分器１０６を組入れた図示していない成分によって実行できる。同様な例は、図３に示す実施例にも当てはまる。同様に図２及び４は、デコーダの基本構成を例示する。同図は、符号化された信号の情報要件を低減させた処理の影響を反転させる復号成分を明白に示していない。情報低減復号は、多くの方法で図２に示す実施態様に組入れることができる。例えば、復号機能は任意の１つ内において若しくはデフォーマッタ２０２、積分器２０４、逆桁移動子２０６及逆フィルタバンク２０８のあらゆる組合わせ内において実行できる。別の例として、復号処理は、積分器２０４及び逆桁移動子２０６を組入れた図示していない成分によって実行できる。同様な例は、図４に示す実施例にも当てはまる。図１乃至４に示す実施態様は、多くの実際的用途においてしばしば必要とされる各種の成分を含んでいない。例えば、エンコーダの実際的実施態様は、入力信号の帯域幅を制限してエイリアシングを防止するために低域濾波フィルタ(LPF) をしばしば用いる。この様な実際的な事項は、本発明の範囲外であり、ここでは詳細に論議しない。実施上の付加的詳細は、例えば、上記の米国特許第5,109,41 7号から得ることができる。ロック乗数と関連する３つの位取りされた値は、それぞれ、−0.140625 （−０．７５×０．１８７５）、０．１８７５及び０．０９３７５を表す。本発明の各種の面を組入れたエンコーダの実施態様は、広範な位取り関数Ｓ（ｑ）の任意のものを用いることができる。例えば、位取り関数は、線形、対数又は三角法を用いることができる。しかし、位取り関数は、位取りされた値から真の数字の近似値を回復させるためにデコーダで用いることができる相補的な逆位取り関数Ｓ^-1（ｑ）を備えるべきである。特定のエンコーダ・デコーダ用途に対する各種のデザイン基準が、位取り関数の選択に影響を与える。例えば、逆方向適用分割帯域符号化システムは、サブバンド信号振幅に応じてなされるビット配分を潜在的に伝えるために、上記のものと類似の浮動小数点表現の指数を用いることができる。指数値の単位増加は、浮動小数点数で表される数字に対して振幅で約半分の減少又は−６ｄＢ（２０ｌｏｇ₁₀０．５）の変化を表す。従って、この様な浮動小数点表現は、６ｄＢの振幅増加又は１８ｄＢのような倍数に対して１つの追加ビットを配分する逆方向適応符号化システムにとって有利な設計変更となり得る。微分器微分器は、スペクトルを横切って位取り因数間の差を設定することによって、位取り因数の１以上の微分符号化された表現を発生させる。図５は、２組の仮想値を表す２組の点を例示する。破線５０２で接続された点は、例えば、サブバンドブロック内のサブバンド信号に対する浮動小数点指数のような１組の位取り因数を表す。上記の浮動小数点の例を続けると、指数Ｘｉはグラフ上で負数としてプロットされ、大きい値が大きい振幅信号に相当するようにされる。同例において指数Ｘ0は、８の値を有するが−８とプロットされ、指数Ｘ1は７の値を有するが−７とプロットされる。以下の論議を通じて、プロットされた負の値は指数Ｘ iの値を指すものとする。指数Ｘ1から成る浮動小数点数で表される数字は、指数Ｘ0から成る浮動小数点数で表される数字の約２倍である。同一組の指数が図６ −１０に例示されている。実線５０４で接続された点は、連続指数間の差を表す。例えば、１の値を有する第１点△1は、指数Ｘ1が指数Ｘ0より１つ大きいことを示す。−２の値を有する第３点△3は、指数Ｘ3がＸ2より２つ小さいことを示す。指数0に相当する微分点はない。なぜならば、この指数は微分値が決定される基数となるからである。微分符号化された表現を発生させる方法には多数の変形が可能である。例えば、微分関数Ｄ（ｉ）は、線形、対数又は三角法でよいが、微分関数は、微分符号化された表現から位取り因数を回復させるためにデコーダで用いることができる、相補的積分関数Ｄ^-1（ｉ）を考慮すべきである。上記例では、微分関数Ｄ（ｉ）＝Ｘi−Ｘi-1は、一次関数であるが、浮動小数点の性質から微分値は基礎をなす信号振幅の指数関数として近似的に変化する。エンコーダの特殊な実施態様では、すべての位取り因数に微分関数を適用するか若しくは適応的に選択されるサブバンド信号と関連する位取り因数のみに当該関数を適用することができる。適応的な選択は、符号化された信号の情報要件を最適に低減させるようにすることができる。例えば、図５を参照して、指数Ｘ13 乃至Ｘ20の微分符号化された表現を伝えるためには、指数それ自体を伝えるために要するものより多くのビットを必要とするであろう。この場合エンコーダは、微分符号化のためには指数Ｘ1乃至Ｘ12のみを選択し、この選択の指標を符号化された信号で伝えることが可能であろう。ある実施態様に対して微分関数は、ブロック位取り因数と単一の位取りされた値と関連する位取り因数との間で区別を必要としない。以下に述べるような他の実施態様において情報要件を最大限に低減させるように微分関数を適応させる場合には、この区別が重要になる可能性がある。微分範囲符号化された信号の情報要件は、微分関数Ｄ（ｉ）によって発生される微分値の範囲を制限することで低減できる場合がある。発明の各面を組入れたエンコーダの一実施態様においては、数字は４ビット指数から成る浮動少数点数によって表される。この表現で表される２つの数字は、−１５乃至１５の範囲で量が異なる指数を有する。この範囲を有する微分値の従来の２進表現は、５ビットを必要とするが、指数自体を伝えるためには４ビットのみを必要とするにすぎない。例えば、微分値を−１乃至１に制限することによって、従来の２進表現を用いて当デフォーマッタデフォーマッタは、位取りされた値、微分符号化された表現、基数値、及び多分１以上の位取り値を符号化された信号から得ることによって、フォーマットプロセスの効果を反転させる。多くの実際的な実施態様において、ＥＤＣ及びフレーム同期コードが用いられ、受信した符号化された信号を正しく解釈し、可能なら、伝送又は記憶・検索中に導入された誤差を検出して補正するようにさせる。積分器積分器は、エンコーダにおいて微分符号化された表現を発生させるために用いられたものと相補的な機能を有する。上記例に関して、例えば、位取り因数は、以下の式を用いて微分符号化された表現及び基数値から回復させることができる。ここで、△i ＝Ｘi − Ｘi-1 ｉ≧１Ｘ0 ＝基数値概して、積分関数Ｄ^-1（ｉ）は、以下のように微分関数Ｄ（ｉ）の逆である。位取り因数Ｘi ＝Ｄ^-1｛Ｄ（ｉ）｝符号化された信号が、適応的に選択された位取り因数を符号化するエンコーダで作られる場合には、当該選択の指標は、符号化された信号からデフォーマッタによって引き出され、適切な位取り因数のみを得るために積分関数を改変するように用いられる。逆桁移動子逆位取りファンクションは、エンコーダにおいて位取りされた表現を得るために用いられたものと相補的なファンクションである。上記浮動小数点表現に関しては、例えば、０．１１２と等しい正規化された３ビット仮数は、２の補数の形の位取りされた値０．７５を表す。３と等しい値を有する指数と関連するこの正規化された仮数によって表される真の数字は、０．７５×２^-3又は０．０９３７５である。この例における逆位取りは、２進仮数のビットを指数値と等しい回数だけ右に論理的に移動させることによって実行できる。概して、逆位取り関数Ｓ^-1（ｑ）は、真の数字ｑがＳ^-1｛Ｓ（ｑ）｝とほぼ等しくなるように、位取り関数Ｓ（ｑ）の逆である。厳密な一致は必ずしも期待されていない。なぜならば、位取り関数を用いると結果的に精度が若干失われる可能性があるからである。逆フィルタバンクＱＭＦ及びＴＤＡＣのような多くの技術は、決定的なサンプリングを与え、理論的に、逆フィルタバンクによって原入力信号の正確な再構成を許容している。代替実施態様上記基本的実施態様に対する代わりの各種実施態様につき以下に述べる。本発明の各面につき論議するために例を挙げるが、本発明はこれらの特殊な例に限定されない。これらの代替案は、符号化された信号を知覚的に劣化させることなく符号化された信号の情報要件を低減させんとする符号化技術に関するものを含む。微分コードパッキング概して従来の２進表現は、微分値を伝えるための有効な方法ではない。例えば、既に述べた通り、−１乃至１の範囲に制限された微分値は、２ビットだけの従来の２進表現によって伝えることができる。しかし、この表現は不十分である。 −１乃至１の範囲は、３つの別個の整数値−１、０及び１のみから成るが、２つの２進ビットは、４つの別個の整数値を表すことができる。事実上、もし２つのビットが３つの値の１つのみをとることができる微分値を伝えるために用いられるなら、ビットの端数部分は無駄になる。端数ビットは、倍数微分値を一緒にまとめること（パッキング）によって再生利用できる。これをどの様に行うかの一例は、第１に、各可能な微分値を０乃至Ｎ−１ｎｏ範囲内の整数に写像する写像関数Ｍ（ｉ）を各微分値に適用し、その後以下の多項式を計算することによってパッキング操作を行う。請求の範囲１信号サンプルから成る１以上の入力信号チャンネルのエンコーダであって、前記入力信号チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が該入力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドを表す複数のサブバンド信号から成るサブバンド信号ブロックを発生させる分割帯域装置１０２、３０２と、１以上のサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる位取り装置１０４、３０４であって、前記位取りされた表現の各々が１以上の位取りされた値と関連する位取り因数からなり、前記位取り装置が、前記位取り因数と基数値又は他の位取り因数との間の差の大きさを制限するために、該位取りされた表現のそれぞれの１つにおいて、符号化された信号の情報要件が低減されるように前記位取り因数の値及び前記位取りされた値を調節する装置を含む位取り装置と、前記位取り因数の１以上の微分符号化された表現を発生させる微分装置１０６、３０６と、前記位取りされた値及び該位取り因数を表す位取り因数情報から成る符号化された信号を発生させるフォーマット装置１０８、３０８とから成るエンコーダ。２前記フィルタバンク１０２、３０２が、１以上の離散変換器で実行される、請求項１のエンコーダ。３前記フィルタバンク１０２、３０２が、デジタル帯域濾波フィルタのバンクで実行される、請求項１のエンコーダ。４前記サブバンドの各々が入力信号の前記チャンネル１００、３００のそれぞれの１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項１乃至３のいずれか１つのエンコーダ。５前記サブバンドの少なくとも１つが、入力信号の前記チャンネル１００、３００の２以上のそれぞれの周波数サブバンドの合成を表す、請求項１乃至３のいずれか１つのエンコーダ。６各位取り因数が、単一位取りされた値と関連する、請求項１乃至５のいずれか１つのエンコーダ。７各種の符号化モードを用いた結果から得られた前記符号化された信号の情報要件を決定し、次いで最大の情報要件低減を達成するモードに適応的に転換する装置をさらに含み、前記符号化モードが、前記大きさを制限する各種の範囲及びそれぞれの位取り因数と関連する各種の位取りされた値を含む、請求項１乃至５のいずれか１つのエンコーダ。８前記位取り装置１０４、３０４が、前記サブバンドブロック内のサブバンド信号に相当する仮の１組の位取り因数を発生させる装置と、位取り因数の１以上の先の組を記憶する装置と、位取りされた表現を発生させるために、前記仮の組み内の位取り因数を用いた結果と、前記先の組みのそれぞれの位取り因数を用いた結果とを比較する装置と、前記先の組みの１つにおける１以上の位取り因数を再利用する装置であって、前記仮の組み内のそれぞれの位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を高くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が、前記先の１組から選択された位取り因数の使用によって達成されるものより低い場合とにおいて前記先の１組から位取り因数を選択し、さもなければ、前記仮の組から位取り因数を選択することによって再利用を行う装置とから成り、前記位取り装置１０４、３０４が、前記選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させ、前記符号化された信号が、もしあれば、前記先の１組からどの位取り因数が選択されたかの表示を含む、請求項１乃至７のいずれか１つのエンコーダ。９前記分割帯域装置１０２、３０２が、入力信号の前記チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が複数のサブバンド情報からなる１以上の追加のサブバンド信号ブロックを発生させる装置であって、前記サブバンド信号ブロック及び前記１以上の追加のサブバンド信号ブロックが、ブロックのフレームを構成する発生装置をさらに含み、前記位取り装置１０４、３０４が、選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させ、該位取り装置が、前記ブロックフレーム内の各ブロックに対して１組ずつ仮の位取り因数の組みを設定する装置と、前記仮の位取り因数の組を分析し、それに応答して１組のフレーム位取り因数を設定する装置と、前記ブロックフレームの各ブロックについて、位取りされた表現を発生させるために前記フレーム位取り因数を用いた結果と、それぞれの仮の位取り因数を用いた結果とを比較する装置と、前記ブロックフレームの各ブロックについて、前記フレーム位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を低くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が高い場合とにおいて前記先フレーム位取り因数を選択し、さもなければ、それぞれの仮の位取り因数を選択する装置と、前記選択装置によって選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させる装置とから成り、前記符号化された信号が、それぞれの仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が発生されたサブバンド信号ブロックに相当する前記符号化された信号の部分におけるそれぞれの仮の位取り因数の微分符号化された表現と、前記仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が最初に発生された前記ブロックフレーム内のブロックに相当する前記符号化された信号の一部分における前記フレーム位取り因数の微群符号化された表現と、もしあれば、前記フレーム位取り因数を用いて位取りされた表現が発生された前記ブロックフレーム内の１以上の他のブロックに相当する前記符号化された信号の部分における前記フレーム位取り因数を再利用する表示とを含む、請求項１乃至８のいずれか１つのエンコーダ。 10 前記位取りされた表現が、指数及び仮数から成る浮動小数点表現で、前記位取り因数が浮動小数点指数に相当し、前記位取りされた値が、浮動小数点仮数に相当する、請求項１乃至９のいずれか１つのエンコーダ。 11 信号サンプルから成る１以上の入力信号チャンネルの符号化方法であって、前記入力信号チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が該入力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドを表す複数のサブバンド信号から成るサブバンド信号ブロックを発生させ、１以上のサブバンド信号の位取りされた表現を発生させ、前記位取りされた表現が、位取り因数及び１以上の位取りされた値から成るようにさせ、位取り表現を発生させる段階が、前記位取り因数と基数値又は他の位取り因数との間の差の大きさを制限するために、記位取りされた表現のそれぞれの１つにおいて、符号化された信号の情報要件が低減されるように前記位取り因数の値及び前記位取りされた値を調節することを含むようにし、前記位取り因数の１以上の微分符号化された微分符号化された表現を発生させ、前記位取りされた値及び該位取り因数を表す位取り因数情報から成る符号化された信号を発生させることから成る符号化方法。 12 前記フィルタバンク１０２、３０２が、１以上の離散変換器で実行される、請求項１１の方法。 13 前記フィルタバンク１０２、３０２が、デジタル帯域濾波フィルタのバンクで実行される、請求項１１の方法。 14 前記サブバンドの各々が入力信号の前記チャンネル１００、３００のそれぞれの１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項１１乃至１３のいずれ化１つの方法。 15 前記サブバンドの少なくとも１つが、入力信号の前記チャンネル１００、３００の２以上のそれぞれの周波数サブバンドの合成を表す、２以上の入力信号に対する請求項１１乃至１３のいずれ化１つの方法。 16 各位取り因数が単一の位取りされた値と関連する、請求項１１乃至１５のいずれか１つの方法。 17 各種の符号化モードを用いた結果から得られた前記符号化された信号の情報要件を決定し、次いで最大の情報要件低減を達成するモードに適応的に転換することをさらに含み、前記符号化モードが、前記大きさを制限する各種の範囲及びそれぞれの位取り因数と関連する各種の位取りされた値を含む、請求項１１乃至１５のいずれか１つのエンコーダ。 18 前記位取りされた表現を発生させる段階が、前記サブバンドブロック内のサブバンド信号に相当する仮の１組の位取り因数を発生させ、位取り因数の１以上の先の組を記憶し、前記仮の組み内の位取り因数を用いた結果と、前記先の組みのそれぞれの位取り因数を用いた結果とを比較し、位−取りされた表現を発生させるようにし、前記先の組みの１つにおける１以上の位取り因数を再利用し、前記仮の組み内のそれぞれの位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を高くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が、前記先の１組から選択された位取り因数の使用によって達成されるものより低い場合とにおいて前記先の１組から位取り因数を選択し、さもなければ、前記仮の組から位取り因数を選択することによって再利用を行うようにすることから成り、前記位取りされた表現が、前記選択された位取り因数を含み、前記位取り因数情報が、もしあれば、前記先の１組から選択された位取り因数の再利用表示を含む、請求項１１乃至１７のいずれか１つの方法。 19 前記サブバンド信号ブロックを発生させる段階が、入力信号の前記チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が複数のサブバンド情報からなる１以上の追加のサブバンド信号ブロックを発生させ、前記サブバンド信号ブロック及び前記１以上の追加のサブバンド信号ブロックが、ブロックのフレームを構成するようにし、位取りされた表現を発生させる段階が、選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させ、前記発生段階が、前記ブロックフレーム内の各ブロックに対して１組ずつ仮の位取り因数の組みを設定し、前記仮の位取り因数の組を分析し、それに応答して１組のフレーム位取り因数を設定し、前記ブロックフレームの各ブロックについて、前記フレーム位取り因数を用いた結果と、それぞれの仮の位取り因数を用いた結果とを比較し、位取りされた表現を発生させるようにし、前記ブロックフレームの各ブロックについて、前記先フレーム位取り因数を選択し、前記フレーム位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を低くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が高い場合とにおいて選択するようにさせ、さもなければ、それぞれの仮の位取り因数を選択するようにさせることから成り、前記符号化された情報が、それぞれの仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が発生されたサブバンド信号ブロックに相当する前記符号化された信号の部分におけるそれぞれの仮の位取り因数の微分符号化された表現と、前記仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が最初に発生された前記ブロックフレーム内のブロックに相当する前記符号化された信号の一部分における前記フレーム位取り因数の微分符号化された表現と、もしあれば、前記フレーム位取り因数を用いて位取りされた表現が発生された前記ブロックフレーム内の１以上の他のブロックに相当する前記符号化された信号の部分における前記フレーム位取り因数を再利用する表示とを含む、請求項１１乃至１８のいずれか１つの方法。 20 前記位取りされた表現が、浮動小数点表現で、前記位取り因数が浮動小数点指数に相当し、前記位取りされた値が、浮動小数点仮数に相当する、請求項１１乃至１９のいずれか１つの方法。

Claims

【特許請求の範囲】１信号サンプルから成る１以上の入力信号チャンネルのエンコーダであって、前記入力信号チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が該入力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドを表す複数のサブバンド信号から成るサブバンド信号ブロックを発生させる分割帯域装置と、１以上のサブバンド信号の位取りされた表現であって、各々が位取り因数及び１以上の位取りされた値から成る位取りされた表現を発生させる位取り装置と、前記位取り因数の１以上の微分符号化された表現を発生させる微分装置と、前記位取りされた値及び該位取り因数を表す位取り因数情報から成る符号化された信号を発生させるフォーマット装置とから成るエンコーダ。２前記フィルタバンクが、１以上の離散変換器で実行される、請求項１のエンコーダ。３前記フィルタバンクが、デジタル帯域濾波フィルタのバンクで実行される、請求項１のエンコーダ。４前記サブバンドの各々が入力信号の前記チャンネルのそれぞれの１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項１のエンコーダ。５前記サブバンドの少なくとも１つが、入力信号の前記チャンネルの２以上のそれぞれの周波数サブバンドの合成を表す、請求項１のエンコーダ。６前記微分符号化された表現が、各々が単一位取りされた値と関連する個々の位取り因数の値間の差に相当する情報を含む、請求項１のエンコーダ。７前記微分符号化された表現が、各々が２以上の取りされた値と関連するブロック位取り因数の値間の差に相当する情報を含む、請求項１のエンコーダ。８前記位取り因数情報が前記微分符号化された表現を表す、請求項１のエンコーダ。９前記位取り装置が、前記サブバンドブロック内のサブバンド信号に相当する仮の１組の位取り因数を発生させる装置と、位取り因数の１以上の先の組を記憶する装置と、位取りされた表現を発生させるために、前記仮の組み内の位取り因数を用いた結果と、前記先の組みのそれぞれの位取り因数を用いた結果とを比較する装置と、前記先の組みの１つにおける１以上の位取り因数を再利用する装置であって、前記仮の組み内のそれぞれの位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を高くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が、前記先の１組から選択された位取り因数の使用によって達成されるものより低い場合とにおいて前記先の１組から位取り因数を選択し、さもなければ、前記仮の組から位取り因数を選択することによって再利用を行う装置とから成り、前記位取り装置が、前記選択された位取り因数から成る前記委位取りされた表現を発生させ、前記位取り因数情報が、前記先の１組から選択された位取り因数の再利用表示を含む、請求項１のエンコーダ。 10 前記分割帯域装置が、入力信号の前記チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が複数のサブバンド情報からなる１以上の追加のサブバンド信号ブロックを発生させる装置であって、前記サブバンド信号ブロック及び前記１以上の追加のサブバンド信号ブロックが、ブロックのフレームを構成する発生装置とをさらに含み、前記位取り装置が、前記ブロックフレーム内の各ブロックに対して１組ずつ仮の位取り因数の組みを設定する装置と、前記仮の位取り因数の組を分析し、それに応答して１組のフレーム位取り因数を設定する装置と、前記ブロックフレームの各ブロックについて、位取りされた表現を発生させるために前記フレーム位取り因数を用いた結果と、それぞれの仮の位取り因数を用いた結果とを比較する装置と、前記ブロックフレームの各ブロックについて、前記フレーム位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を低くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が高い場合とにおいて前記先フレーム位取り因数を選択し、さもなければ、それぞれの仮の位取り因数を選択する装置とからなり、前記位取り因数情報が、それぞれの仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が発生されたサブバンド信号ブロックに相当する前記符号化された信号の部分におけるそれぞれの仮の位取り因数の表現と、前記仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が最初に発生された前記ブロックフレーム内のブロックに相当する前記符号化された信号の一部分における前記フレーム位取り因数の表現と、前記フレーム位取り因数を用いて位取りされた表現が発生された前記ブロックフレーム内の１以上の他のブロックに相当する前記符号化された信号の部分における前記フレーム位取り因数を再利用する表示とを含む、請求項１のエンコーダ。 11 前記位取りされた表現が、浮動小数点表現で、前記位取り因数が浮動小数点指数に相当し、前記位取りされた値が、浮動小数点仮数に相当する、請求項１のエンコーダ。 12 前記位取り装置が、前記位取り因数及び基数値と１以上の他の位取り因数との間の差の大きさを制限するために、前記位取りされた表現のそれぞれの１つにおいて前記位取り因数の値及び前記位取りされた値を調節する装置を含む、請求項１乃至１１のエンコーダ。 13 符号化された信号のデコーダであって、前記符号化された信号から１以上の位取りされた値及び位取り因数情報を引出すデフォーマット装置と、位取りされた表現を発生させる積分装置であって、各位取りされた表現が位取り因数及び１以上の位取りされた値からなり、１以上の位取り因数が、前記位取り因数に応答して発生される積分装置と、複数のサブバンド信号からなる、サブバンド信号ブロックを発生させる逆位取り装置であって、１以上の前記サブバンド信号が、前記位取りされた表現のそれぞれの１つの応答して発生される逆位取り装置と、前記サブバンド信号ブロックに逆フィルタバンクを適用することによって１以上のチャンネルの出力信号を発生させる逆分割帯域装置とから成るデコーダ。 14 前記逆フィルタバンク場１以上の離散逆変換によって実行される、請求項１３のデコーダ。 15 前記逆フィルタバンクが、デジタル逆フィルタのバンクによって実施される、請求項１３のデコーダ。 16 前記サブバンド信号の各々が前記出力信号チャンネルのそれぞれ１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項１３のデコーダ。 17 前記サブバンド信号の少なくとも１つが、１以上の前記出力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドの合成を表す、請求項１３のデコーダ。 18 前記微分符号化された表現が、各々が単一の位取りされた値と関連する個々の位取り因数の値間の差に相当する情報から成る、請求項１３のデコーダ。 19 前記微分符号化された表現が、各々が２以上の位取りされた値と関連するブロック位取り因数の値間の差に相当する情報から成る、請求項１３のデコーダ。 20 前記位取り因数情報が、１以上の位取り因数の微分符号化された表現からなる、請求項１３のデコーダ。 21 前記位取り因数情報が位取り因数再利用の表示を含み、前記積分値が、１以上の先の組みの位取り因数を記憶する装置と、位取り因数の前記表示に応答して、１以上の位取り因数を前記先の組から前記位取りされた表現内へ組入れる装置とから成る、請求項１３のデコーダ。 22 前記位取りされた表現が、浮動小数点表現で、前記位取り因数が浮動小数点指数に相当し、前記位取りされた値が、浮動小数点仮数に相当する、請求項１３のデコーダ。 23 信号サンプルから成る１以上の入力信号チャンネルの符号化方法であって、前記入力信号チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が該入力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドを表す複数のサブバンド信号から成るサブバンド信号ブロックを発生させ、１以上のサブバンド信号の位取りされた表現を発生させ、前記位取りされた表現が、位取り因数及び１以上の位取りされた値から成るようにさせ、前記位取り因数の１以上の微分符号化された表現を発生させ、前記位取りされた値及び該位取り因数を表す位取り因数情報から成る符号化された信号を発生させることから成る符号化方法。 24 前記フィルタバンクが、１以上の離散変換器で実行される、請求項２３の方法。 25 前記フィルタバンクが、デジタル帯域濾波フィルタのバンクで実行される、請求項２３の方法。 26 前記サブバンドの各々が入力信号の前記チャンネルのそれぞれの１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項２３の方法。 27 前記サブバンドの少なくとも１つが、入力信号の前記チャンネルの２以上のそれぞれの周波数サブバンドの合成を表す、２以上の入力信号に対する請求項２３の方法。 28 前記微分符号化された表現が、各々が単一位取りされた値と関連する個々の位取り因数の値間の差に相当する情報を含む、請求項２３の方法。 29 前記微分符号化された表現が、各々が２以上の取りされた値と関連するブロック位取り因数の値間の差に相当する情報を含む、請求項２３の方法。 30 前記位取り因数情報が前記微分符号化された表現を含む、請求項２３の方法。 31 前記位取りされた表現を発生させる段階が、前記サブバンドブロック内のサブバンド信号に相当する仮の１組の位取り因数を発生させ、位取り因数の１以上の先の組を記憶し、前記仮の組み内の位取り因数を用いた結果と、前記先の組みのそれぞれの位取り因数を用いた結果とを比較し、位取りされた表現を発生させるようにし、前記先の組みの１つにおける１以上の位取り因数を再利用し、前記仮の組み内のそれぞれの位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を高くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が、前記先の１組から選択された位取り因数の使用によって達成されるものより低い場合とにおいて前記先の１組から位取り因数を選択し、さもなければ、前記仮の組から位取り因数を選択することによって再利用を行うようにすることから成り、前記位取りされた表現が、前記選択された位取り因数を含み、前記位取り因数情報が、前記先の１組から選択された位取り因数の再利用表示を含む、請求項２３の方法。 32 前記サブバンド信号ブロックを発生させる段階が、入力信号の前記チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が複数のサブバンド情報からなる１以上の追加のサブバンド信号ブロックを発生させ、前記サブバンド信号ブロック及び前記１以上の追加のサブバンド信号ブロックが、ブロックのフレームを構成するようにし、位取りされた表現を発生させる段階が、選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させ、前記発生段階が、前記ブロックフレーム内の各ブロックに対して１組ずつ仮の位取り因数の組みを設定し、前記仮の位取り因数の組を分析し、それに応答して１組のフレーム位取り因数を設定し、前記ブロックフレームの各ブロックについて、前記フレーム位取り因数を用いた結果と、それぞれの仮の位取り因数を用いた結果とを比較し、位取りされた表現を発生させるようにし、前記ブロックフレームの各ブロックについて、前記先フレーム位取り因数を選択し、前記フレーム位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を低くすることに帰着する場合と、前記符号化された信号の符号化品質が高い場合とにおいて選択するようにさせ、さもなければ、それぞれの仮の位取り因数を選択するようにさせることから成り、前記位取り因数情報が、それぞれの仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が発生されたサブバンド信号ブロックに相当する前記符号化された信号の部分におけるそれぞれの仮の位取り因数の表現と、前記仮の位取り因数を用いて位取りされた表現が最初に発生された前記ブロックフレーム内のブロックに相当する前記符号化された信号の一部分における前記フレーム位取り因数の表現と、前記フレーム位取り因数を用いて位取りされた表現が発生された前記ブロックフレーム内の１以上の他のブロックに相当する前記符号化された信号の部分における前記フレーム位取り因数を再利用する表示とを含む、請求項２３の方法。 33 前記位取りされた表現が、浮動小数点表現で、前記位取り因数が浮動小数点指数に相当し、前記位取りされた値が、浮動小数点仮数に相当する、請求項２３の方法。 34 前記位取り表現を発生させる段階が、前記位取りされた表現のそれぞれの１つにおいて前記位取り因数の値及び前記位取りされた値を調節し、前記位取り因数及び基数値と１以上の他の位取り因数との間の差の大きさを制限するようにする請求項２３乃至３３のいずれか１つの方法。 35 符号化された信号の復号方法であって、前記符号化された信号から１以上の位取りされた値及び位取り因数情報を引出し、位取りされた表現を発生させ、各位取りされた表現が位取り因数及び１以上の位取りされた値からなり、１以上の位取り因数が、前記位取り因数に応答して発生されるようにし、複数のサブバンド信号からなる、サブバンド信号ブロックを発生させ、１以上の前記サブバンド信号が、前記位取りされた表現のそれぞれの１つの応答して発生されるようにし、前記サブバンド信号ブロックに逆フィルタバンクを適用することによって１以上のチャンネルの出力信号を発生させることから成る復号方法。 36 前記逆フィルタバンク場１以上の離散逆変換によって実行される、請求項３５の方法。 37 前記逆フィルタバンクが、デジタル逆フィルタのバンクによって実施される、請求項３５の方法。 38 前記サブバンド信号の各々が前記出力信号チャンネルのそれぞれ１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項３５の方法。 39 前記サブバンド信号の少なくとも１つが、１以上の前記出力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドの合成を表す、請求項３５の方法。 40 前記微分符号化された表現が、各々が単一の位取りされた値と関連する個々の位取り因数の値間の差に相当する情報から成る、請求項３５の方法。 41 前記微分符号化された表現が、各々が２以上の位取りされた値と関連するブロック位取り因数の値間の差に相当する情報から成る、請求項３５の方法。 42 前記位取り因数情報が、１以上の位取り因数の微分符号化された表現から成る、請求項３５の方法。 43 前記位取り因数情報が位取り因数再利用の表示を含み、前記サブバンドブロックを発生させる段階が、１以上の先の組みの位取り因数を記憶し、位取り因数の前記表示に応答して、１以上の位取り因数を前記先の組から前記位取りされた表現内へ組入れることから成る、請求項３５の方法。 44 前記位取りされた表現が、浮動小数点表現で、前記位取り因数が浮動小数点指数に相当し、前記位取りされた値が、浮動小数点仮数に相当する、請求項３５の方法。