JPH10173541A - 圧縮符号化復号方式 - Google Patents
圧縮符号化復号方式Info
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- JPH10173541A JPH10173541A JP8332339A JP33233996A JPH10173541A JP H10173541 A JPH10173541 A JP H10173541A JP 8332339 A JP8332339 A JP 8332339A JP 33233996 A JP33233996 A JP 33233996A JP H10173541 A JPH10173541 A JP H10173541A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 32
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- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims 2
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- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
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- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 入力信号の状況に応じた最適なビット数を決
定して効率の良いロスレス符号化処理を実現する。 【解決手段】 リニアＰＣＭデータｘiの系列から差分
値生成部５で差分値データｄｘを得、再量子化部８で再
量子化する。再量子化部８は差分値データの系列を所定
のフレーム毎にまとめ、各フレーム毎に差分値データの
うち絶対値が最大の差分値データの表現に必要な最小ビ
ット数をワード幅として決定する第１のモードと、各フ
レーム毎に各差分値データをＬＳＢ側からＬビット毎に
区切ってＬビットを単位とする最小ビット数で表現した
ときにフレームのビット長が最も短くなるようにＬの値
を決定し、各Ｌビット毎に各差分値データの最終ワード
か否かを示す１ビットのフラグを設けてワード幅とする
第２のモードとを備える。再量子化部８は、第１、第２
のモードのうちフレームのビット長が短いモードを選択
し、モードの情報フレームに付加する。
定して効率の良いロスレス符号化処理を実現する。 【解決手段】 リニアＰＣＭデータｘiの系列から差分
値生成部５で差分値データｄｘを得、再量子化部８で再
量子化する。再量子化部８は差分値データの系列を所定
のフレーム毎にまとめ、各フレーム毎に差分値データの
うち絶対値が最大の差分値データの表現に必要な最小ビ
ット数をワード幅として決定する第１のモードと、各フ
レーム毎に各差分値データをＬＳＢ側からＬビット毎に
区切ってＬビットを単位とする最小ビット数で表現した
ときにフレームのビット長が最も短くなるようにＬの値
を決定し、各Ｌビット毎に各差分値データの最終ワード
か否かを示す１ビットのフラグを設けてワード幅とする
第２のモードとを備える。再量子化部８は、第１、第２
のモードのうちフレームのビット長が短いモードを選択
し、モードの情報フレームに付加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、原信号の情報が
圧縮・伸張の過程を経ても元通りに再現可能である、い
わゆるロスレス圧縮符号化復号方式に関し、特にオーデ
ィオ信号のロスレス圧縮符号化等に適した圧縮符号化復
号方式に関する。
圧縮・伸張の過程を経ても元通りに再現可能である、い
わゆるロスレス圧縮符号化復号方式に関し、特にオーデ
ィオ信号のロスレス圧縮符号化等に適した圧縮符号化復
号方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ロスレス圧縮符号化は、主と
してコンピュータのデータ圧縮に用いられることが多
く、方式的にはハフマン符号化法、ランレングスコーデ
ィング等が用いられている。しかし、これらの方式は、
ビットパターンの出現確率や相関等を利用したもので、
オーディオＰＣＭデータのようにビットパターン自体に
統計的な意味合いのないものに適用しても圧縮効果はそ
れほど高くない。
してコンピュータのデータ圧縮に用いられることが多
く、方式的にはハフマン符号化法、ランレングスコーデ
ィング等が用いられている。しかし、これらの方式は、
ビットパターンの出現確率や相関等を利用したもので、
オーディオＰＣＭデータのようにビットパターン自体に
統計的な意味合いのないものに適用しても圧縮効果はそ
れほど高くない。
【０００３】また、オーディオ信号のデータ圧縮方法と
しては、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Co
de Modulation）方式が知られている。この方式は、オ
ーディオ信号の隣接サンプリング間の相関が高いことを
利用して、入力信号と予測値との差分を量子化すること
により、ビットレートを低減するものである。
しては、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Co
de Modulation）方式が知られている。この方式は、オ
ーディオ信号の隣接サンプリング間の相関が高いことを
利用して、入力信号と予測値との差分を量子化すること
により、ビットレートを低減するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たＡＤＰＣＭは、差分値を例えば４ビット、１６レベル
というように再量子化するものであり、その際、量子化
ステップサイズを適応的に変化させることで差分値の増
減に対応させる方法であるため、差分値によっては量子
化誤差が発生し完全なロスレス符号化とはなりえない。
一般的に発生するロスは、差分値が非常に大きくなり量
子化の対象範囲を超えてしまったような場合に起きるロ
ス（過負荷歪）と、差分値が量子化ステップサイズの整
数倍で完全に表現できない場合におきるロス（グラニュ
ーラ歪）に大別される。
たＡＤＰＣＭは、差分値を例えば４ビット、１６レベル
というように再量子化するものであり、その際、量子化
ステップサイズを適応的に変化させることで差分値の増
減に対応させる方法であるため、差分値によっては量子
化誤差が発生し完全なロスレス符号化とはなりえない。
一般的に発生するロスは、差分値が非常に大きくなり量
子化の対象範囲を超えてしまったような場合に起きるロ
ス（過負荷歪）と、差分値が量子化ステップサイズの整
数倍で完全に表現できない場合におきるロス（グラニュ
ーラ歪）に大別される。
【０００５】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、入力信号の状況に応じた最適なビット数を
決定して効率の良いロスレス符号化処理を実現すること
ができる圧縮符号化復号方式を提供することを目的とす
る。
れたもので、入力信号の状況に応じた最適なビット数を
決定して効率の良いロスレス符号化処理を実現すること
ができる圧縮符号化復号方式を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る第１の圧
縮符号化方式は、入力信号からＰＣＭデータの系列を生
成するＰＣＭ量子化手段と、このＰＣＭ量子化手段で生
成されたＰＣＭデータの系列からそれらの隣接サンプル
間の差分値データの系列を生成する差分値生成手段と、
この差分値生成手段で生成された差分値データの系列を
所定のフレーム毎にまとめ、各フレーム毎に当該フレー
ムに含まれる差分値データのうち絶対値が最大の差分値
データの表現に必要な最小ビット数をワード幅として決
定し、当該フレームに含まれる全ての差分値データを前
記ワード幅で再量子化すると共に、各フレーム毎に前記
ワード幅を示す情報を含ませて前記各フレームのデータ
を生成する再量子化処理手段とを備えたことを特徴とす
る。
縮符号化方式は、入力信号からＰＣＭデータの系列を生
成するＰＣＭ量子化手段と、このＰＣＭ量子化手段で生
成されたＰＣＭデータの系列からそれらの隣接サンプル
間の差分値データの系列を生成する差分値生成手段と、
この差分値生成手段で生成された差分値データの系列を
所定のフレーム毎にまとめ、各フレーム毎に当該フレー
ムに含まれる差分値データのうち絶対値が最大の差分値
データの表現に必要な最小ビット数をワード幅として決
定し、当該フレームに含まれる全ての差分値データを前
記ワード幅で再量子化すると共に、各フレーム毎に前記
ワード幅を示す情報を含ませて前記各フレームのデータ
を生成する再量子化処理手段とを備えたことを特徴とす
る。
【０００７】また、この発明に係る第２の圧縮符号化方
式は、上記再量子化手段に代えて、前記差分値生成手段
で生成された差分値データの系列を所定のフレーム毎に
まとめ、各フレーム毎に当該フレームに含まれる各差分
値データをそれぞれ最下位ビット側からＬビット毎に区
切ってその表現に必要なＬビットを単位とする最小ビッ
ト数で再量子化したときに当該フレームのビット長が最
も短くなるように前記Ｌの値を決定し、各Ｌビット毎に
それが各差分値データの最終ワードか否かを示す１ビッ
トのフラグを付加してこれをワード幅とし、各フレーム
毎に前記ワード幅を示す情報を含ませて前記各フレーム
のデータを生成する再量子化手段を備えたことを特徴と
する。
式は、上記再量子化手段に代えて、前記差分値生成手段
で生成された差分値データの系列を所定のフレーム毎に
まとめ、各フレーム毎に当該フレームに含まれる各差分
値データをそれぞれ最下位ビット側からＬビット毎に区
切ってその表現に必要なＬビットを単位とする最小ビッ
ト数で再量子化したときに当該フレームのビット長が最
も短くなるように前記Ｌの値を決定し、各Ｌビット毎に
それが各差分値データの最終ワードか否かを示す１ビッ
トのフラグを付加してこれをワード幅とし、各フレーム
毎に前記ワード幅を示す情報を含ませて前記各フレーム
のデータを生成する再量子化手段を備えたことを特徴と
する。
【０００８】更に、この発明の第３の圧縮符号化方式
は、再量子化手段に、前記第１の圧縮符号化方式の再量
子化手段の機能を第１のモードとして持たせると共に、
前記第２の圧縮符号化方式の再量子化手段の機能を第２
のモードとして持たせ、前記第１のモード及び第２のモ
ードのうち当該フレームのビット長が短くなる方のモー
ドを選択し、且つ選択されたモードの情報を当該フレー
ムに付加して当該フレームのデータを生成するようにし
たことを特徴とする。
は、再量子化手段に、前記第１の圧縮符号化方式の再量
子化手段の機能を第１のモードとして持たせると共に、
前記第２の圧縮符号化方式の再量子化手段の機能を第２
のモードとして持たせ、前記第１のモード及び第２のモ
ードのうち当該フレームのビット長が短くなる方のモー
ドを選択し、且つ選択されたモードの情報を当該フレー
ムに付加して当該フレームのデータを生成するようにし
たことを特徴とする。
【０００９】なお、上記の各方式をプログラムにより実
現する場合には、これらの処理プログラムを記録媒体に
記録して提供するようにしても良い。この場合、この発
明に係る記録媒体は、例えば入力信号からＰＣＭデータ
の系列を生成するステップと、このステップで生成され
たＰＣＭデータの系列からそれらの隣接サンプル間の差
分値データの系列を生成するステップと、このステップ
で生成された差分値データの系列を所定のフレーム毎に
まとめ、各フレーム毎に当該フレームに含まれる差分値
データのうち絶対値が最大の差分値データの表現に必要
な最小ビット数をワード幅として決定し、当該フレーム
に含まれる全ての差分値データを前記ワード幅で再量子
化すると共に、各フレーム毎に前記ワード幅を示す情報
を含ませて前記各フレームのデータを生成するステップ
とを含む圧縮符号化プログラムを記録したものであるこ
とを特徴とする。
現する場合には、これらの処理プログラムを記録媒体に
記録して提供するようにしても良い。この場合、この発
明に係る記録媒体は、例えば入力信号からＰＣＭデータ
の系列を生成するステップと、このステップで生成され
たＰＣＭデータの系列からそれらの隣接サンプル間の差
分値データの系列を生成するステップと、このステップ
で生成された差分値データの系列を所定のフレーム毎に
まとめ、各フレーム毎に当該フレームに含まれる差分値
データのうち絶対値が最大の差分値データの表現に必要
な最小ビット数をワード幅として決定し、当該フレーム
に含まれる全ての差分値データを前記ワード幅で再量子
化すると共に、各フレーム毎に前記ワード幅を示す情報
を含ませて前記各フレームのデータを生成するステップ
とを含む圧縮符号化プログラムを記録したものであるこ
とを特徴とする。
【００１０】この発明の第１の圧縮符号化方式によれ
ば、ＰＣＭデータ系列から得られた差分値データ系列を
一定のフレーム毎にまとめ、このフレーム毎に当該フレ
ームに含まれる最大の差分値データが表現可能なビット
数を当該フレームに含まれる差分値データのワード幅と
するので、差分値データの振幅が大きいフレームでは長
いワード幅、差分値データの振幅が小さいフレームでは
短いワード幅が割り当てられる。このため、各フレーム
毎に最適なワード幅が割り当てられ、無駄なビットが割
り当てられるのを防止しつつ、完全なロスレス符号化を
実現することができる。
ば、ＰＣＭデータ系列から得られた差分値データ系列を
一定のフレーム毎にまとめ、このフレーム毎に当該フレ
ームに含まれる最大の差分値データが表現可能なビット
数を当該フレームに含まれる差分値データのワード幅と
するので、差分値データの振幅が大きいフレームでは長
いワード幅、差分値データの振幅が小さいフレームでは
短いワード幅が割り当てられる。このため、各フレーム
毎に最適なワード幅が割り当てられ、無駄なビットが割
り当てられるのを防止しつつ、完全なロスレス符号化を
実現することができる。
【００１１】また、この発明の第２の圧縮符号化方式に
よれば、各フレーム毎に当該フレームに含まれる各差分
値データをＬビットを単位として必要最小限のビット長
で表現したときに当該フレームのビット長が最も短くな
るように前記Ｌの値を決定し、各Ｌビット毎にそれが各
差分値データの最終ワードか否かを示す１ビットのフラ
グを設けてこれをワード幅としているので、１フレーム
の一部の差分値データが他の差分値データに比べて非常
に大きい場合でも、小さい差分値データについては、少
ないビット数での符号化が可能になり、効率の良い符号
化処理が可能になる。
よれば、各フレーム毎に当該フレームに含まれる各差分
値データをＬビットを単位として必要最小限のビット長
で表現したときに当該フレームのビット長が最も短くな
るように前記Ｌの値を決定し、各Ｌビット毎にそれが各
差分値データの最終ワードか否かを示す１ビットのフラ
グを設けてこれをワード幅としているので、１フレーム
の一部の差分値データが他の差分値データに比べて非常
に大きい場合でも、小さい差分値データについては、少
ないビット数での符号化が可能になり、効率の良い符号
化処理が可能になる。
【００１２】更に、上記第１の圧縮符号化方式の方法を
第１のモード、第２の圧縮符号化方式の方法を第２のモ
ードとして組み合わせ、フレームのビット長が短くなる
方のモードを選択するようにすれば、各フレームの差分
値データのレベルが殆ど同じである場合には、第１のモ
ードを選択し、フレーム内の一部の差分値データのレベ
ルが他に比べて極端に大きい場合には、第２のモードを
選択することができ、更に効率の良い符号化処理が実現
できる。
第１のモード、第２の圧縮符号化方式の方法を第２のモ
ードとして組み合わせ、フレームのビット長が短くなる
方のモードを選択するようにすれば、各フレームの差分
値データのレベルが殆ど同じである場合には、第１のモ
ードを選択し、フレーム内の一部の差分値データのレベ
ルが他に比べて極端に大きい場合には、第２のモードを
選択することができ、更に効率の良い符号化処理が実現
できる。
【００１３】なお、前記各フレームに対応したＰＣＭデ
ータの系列のうち先頭のＰＣＭデータの値を各フレーム
に初期値として付加しておけば、フレーム単位で元のＰ
ＣＭデータを再現することができ、途中のデコード無し
にフレームを読み飛ばして途中再生することが可能にな
り、処理の高速化を図ることができる。
ータの系列のうち先頭のＰＣＭデータの値を各フレーム
に初期値として付加しておけば、フレーム単位で元のＰ
ＣＭデータを再現することができ、途中のデコード無し
にフレームを読み飛ばして途中再生することが可能にな
り、処理の高速化を図ることができる。
【００１４】また、複数のフレームの先頭に当該複数の
フレームに対応するＰＣＭデータの系列のうち先頭のＰ
ＣＭデータの値を初期値として付加しておけば、途中再
生のためには読み飛ばす間のデコードが必要になるが、
全体のビット長は上記の場合よりも削減することができ
る。
フレームに対応するＰＣＭデータの系列のうち先頭のＰ
ＣＭデータの値を初期値として付加しておけば、途中再
生のためには読み飛ばす間のデコードが必要になるが、
全体のビット長は上記の場合よりも削減することができ
る。
【００１５】このような圧縮符号化方式により圧縮符号
化されたデータを復号する圧縮復号方式としては、ＰＣ
Ｍデータの系列の隣接サンプリング間の差分をとって生
成された差分値データの系列と、その初期値としてのＰ
ＣＭデータと、前記差分値データのワード幅の情報とを
含むデータから前記初期値を切り出すと共に、前記ワー
ド幅の情報に基づいて前記各差分値データを切り出すデ
ータ分解切り出し手段と、このデータ分解切り出し手段
で切り出した初期値から前記差分値データを順次累積加
算してＰＣＭデータの系列を再生するＰＣＭデータ再生
手段とを備えることにより構成することができる。
化されたデータを復号する圧縮復号方式としては、ＰＣ
Ｍデータの系列の隣接サンプリング間の差分をとって生
成された差分値データの系列と、その初期値としてのＰ
ＣＭデータと、前記差分値データのワード幅の情報とを
含むデータから前記初期値を切り出すと共に、前記ワー
ド幅の情報に基づいて前記各差分値データを切り出すデ
ータ分解切り出し手段と、このデータ分解切り出し手段
で切り出した初期値から前記差分値データを順次累積加
算してＰＣＭデータの系列を再生するＰＣＭデータ再生
手段とを備えることにより構成することができる。
【００１６】各差分値データが、前記ワード幅を単位と
するｎ個のワードで表現され、且つ各差分値データを表
現するワードは当該差分値データを表現する最終のワー
ドであるか否かを示すフラグを含む場合には、前記ＰＣ
Ｍデータ再生手段が、前記各ワードのフラグに基づいて
ワードを適宜結合して前記各差分値データを再生するよ
うに動作すれば良い。
するｎ個のワードで表現され、且つ各差分値データを表
現するワードは当該差分値データを表現する最終のワー
ドであるか否かを示すフラグを含む場合には、前記ＰＣ
Ｍデータ再生手段が、前記各ワードのフラグに基づいて
ワードを適宜結合して前記各差分値データを再生するよ
うに動作すれば良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の好ましい実施の形態について説明する。図１は、この
発明の実施例に係る圧縮符号化器の構成を示すブロック
図である。この符号化器は、通信システムに適用される
場合には送信部に配置され、音声記録装置等に適用され
る場合には、記録装置内或いは記録装置前段に配置され
る。なお、ここでは、入力オーディオ信号の時系列のＮ
サンプルを符号化の単位として扱う。この単位を以下、
１フレームと称する。入力信号は、Ａ／Ｄ変換器１に
て、例えばμ則、Ａ則等の非直線量子化手法によりディ
ジタルデータに変換されたのち、リニアＰＣＭ量子化部
２により、リニアＰＣＭデータｘiの系列に変換され
る。リニアＰＣＭデータｘi（ｉ＝０，１，…，Ｎ−
１）は、サンプリング部３（図では等価的にスイッチと
して示す）によって一定間隔（フレーム間隔）でサンプ
リングされ、このサンプリングされたデータが初期値と
して初期値バッファ４に格納される。すなわち、１フレ
ームにおける最初のサンプルデータｘ0が供給されたと
きのみ、サンプリング部３は、実質、スイッチがオン状
態となり、他のときはオフ状態となる。
の好ましい実施の形態について説明する。図１は、この
発明の実施例に係る圧縮符号化器の構成を示すブロック
図である。この符号化器は、通信システムに適用される
場合には送信部に配置され、音声記録装置等に適用され
る場合には、記録装置内或いは記録装置前段に配置され
る。なお、ここでは、入力オーディオ信号の時系列のＮ
サンプルを符号化の単位として扱う。この単位を以下、
１フレームと称する。入力信号は、Ａ／Ｄ変換器１に
て、例えばμ則、Ａ則等の非直線量子化手法によりディ
ジタルデータに変換されたのち、リニアＰＣＭ量子化部
２により、リニアＰＣＭデータｘiの系列に変換され
る。リニアＰＣＭデータｘi（ｉ＝０，１，…，Ｎ−
１）は、サンプリング部３（図では等価的にスイッチと
して示す）によって一定間隔（フレーム間隔）でサンプ
リングされ、このサンプリングされたデータが初期値と
して初期値バッファ４に格納される。すなわち、１フレ
ームにおける最初のサンプルデータｘ0が供給されたと
きのみ、サンプリング部３は、実質、スイッチがオン状
態となり、他のときはオフ状態となる。
【００１８】また、リニアＰＣＭデータｘiは、差分値
生成部５に入力される。差分値生成部５では、遅延回路
６によってリニアＰＣＭデータｘiを１サンプリング期
間だけ遅延させ、この遅延回路６の出力ｘi-1を減算器
７によってリニアＰＣＭデータｘiから減算することに
より、減算器７の出力から差分値データｄｘi-1,i（ｉ
＝１，２，…，Ｎ−１）の系列を得る。この差分値デー
タｄｘi-1,iは、再量子化部８の中のサンプリング部９
に入力される。サンプリング部９（図では等価的にスイ
ッチとして示す）は、差分値データｄｘi-1,iをそれぞ
れ入力し、差分値バッファ１０に格納する。この差分値
バッファ１０には、１フレーム分のデータに相当するＮ
−１サンプル分の差分値データが格納される。なお、サ
ンプリング部９は、サンプリング部３とは排他的に動作
する。差分値データｄｘi-1,iは、絶対値演算部１１で
絶対値に変換され、最大値検出部１２に供給される。最
大値検出部１２は、Ｎ−１サンプル分の差分値データｄ
ｘi-1,iの内、絶対値の最大値を検出する。量子化レン
ジ決定部１３は、最大値検出部１２で検出された最大
値、及び差分値バッファ１０に格納されているデータに
基づいて、各フレーム毎にそのフレームに最も適したワ
ード幅Ｌw及び後述するワード拡張モードの情報を出力
する。これらの情報は、可変量子化処理部１４及びビッ
トストリーム生成部１５に供給されている。可変量子化
処理部１４は、与えられたワード拡張モードの情報及び
ワード幅に基づいて、差分値バッファ１０に格納されて
いる差分値データｄｘi-1,iを可変長量子化処理する。
そして、初期値バッファ４に格納されている初期値ｘ
0、可変長量子化処理部１４から出力される差分値デー
タｄｘi-1,i及び量子化レンジ決定部１３から出力され
るワード幅Ｌw，ワード拡張モードの情報が、ビットス
トリーム生成部１５に供給されて、フレームのデータが
ビットストリームの形態で構築されて出力されるように
なっている。
生成部５に入力される。差分値生成部５では、遅延回路
６によってリニアＰＣＭデータｘiを１サンプリング期
間だけ遅延させ、この遅延回路６の出力ｘi-1を減算器
７によってリニアＰＣＭデータｘiから減算することに
より、減算器７の出力から差分値データｄｘi-1,i（ｉ
＝１，２，…，Ｎ−１）の系列を得る。この差分値デー
タｄｘi-1,iは、再量子化部８の中のサンプリング部９
に入力される。サンプリング部９（図では等価的にスイ
ッチとして示す）は、差分値データｄｘi-1,iをそれぞ
れ入力し、差分値バッファ１０に格納する。この差分値
バッファ１０には、１フレーム分のデータに相当するＮ
−１サンプル分の差分値データが格納される。なお、サ
ンプリング部９は、サンプリング部３とは排他的に動作
する。差分値データｄｘi-1,iは、絶対値演算部１１で
絶対値に変換され、最大値検出部１２に供給される。最
大値検出部１２は、Ｎ−１サンプル分の差分値データｄ
ｘi-1,iの内、絶対値の最大値を検出する。量子化レン
ジ決定部１３は、最大値検出部１２で検出された最大
値、及び差分値バッファ１０に格納されているデータに
基づいて、各フレーム毎にそのフレームに最も適したワ
ード幅Ｌw及び後述するワード拡張モードの情報を出力
する。これらの情報は、可変量子化処理部１４及びビッ
トストリーム生成部１５に供給されている。可変量子化
処理部１４は、与えられたワード拡張モードの情報及び
ワード幅に基づいて、差分値バッファ１０に格納されて
いる差分値データｄｘi-1,iを可変長量子化処理する。
そして、初期値バッファ４に格納されている初期値ｘ
0、可変長量子化処理部１４から出力される差分値デー
タｄｘi-1,i及び量子化レンジ決定部１３から出力され
るワード幅Ｌw，ワード拡張モードの情報が、ビットス
トリーム生成部１５に供給されて、フレームのデータが
ビットストリームの形態で構築されて出力されるように
なっている。
【００１９】次に、このように構成された圧縮符号化器
の動作について説明する。この圧縮符号化器は、ワード
拡張がない第１のモードと、ワード拡張がある第２のモ
ードとを有し、各フレームでこれらモードのうち最適な
方が選択されるようになっている。
の動作について説明する。この圧縮符号化器は、ワード
拡張がない第１のモードと、ワード拡張がある第２のモ
ードとを有し、各フレームでこれらモードのうち最適な
方が選択されるようになっている。
【００２０】（１）第１のモード（ワード拡張なし） 図２は、第１のモードを説明するための図である。い
ま、図２に示すように、１フレームのサンプル数Ｎ＝７
とし、入力されるリニアＰＣＭデータｘ0，ｘ1，ｘ2，
…，ｘ6がそれぞれ８ビットのデータで、１０進数でそ
れぞれ１５，２８，１９，２３，２０，２１，３１の値
であるとすると、差分値データｄｘ01，ｄｘ12，…，ｄ
ｘ56は、それぞれ＋１３，−９，＋４，−３，＋１，＋
１０となる（図２には８ビット，２の補数表現も示
す）。これらの差分値データのダイナミックレンジを求
めると、これらのうち絶対値が最大のものは、ｄｘ01＝
＋１３であり、これを符号ビットも含めて表現すると、
上位３ビットは無視できるため“01101”であるから、
表現可能なビット数は５ビットとなり、これがワード幅
Ｌwとして決定される。従って、ｄｘ01以外の他の差分
値データの最適ビット幅は考慮せず、全ての差分値デー
タｄｘ01，ｄｘ12，…，ｄｘ56をワード幅５ビットで符
号化するのが、この第１のモードである。
ま、図２に示すように、１フレームのサンプル数Ｎ＝７
とし、入力されるリニアＰＣＭデータｘ0，ｘ1，ｘ2，
…，ｘ6がそれぞれ８ビットのデータで、１０進数でそ
れぞれ１５，２８，１９，２３，２０，２１，３１の値
であるとすると、差分値データｄｘ01，ｄｘ12，…，ｄ
ｘ56は、それぞれ＋１３，−９，＋４，−３，＋１，＋
１０となる（図２には８ビット，２の補数表現も示
す）。これらの差分値データのダイナミックレンジを求
めると、これらのうち絶対値が最大のものは、ｄｘ01＝
＋１３であり、これを符号ビットも含めて表現すると、
上位３ビットは無視できるため“01101”であるから、
表現可能なビット数は５ビットとなり、これがワード幅
Ｌwとして決定される。従って、ｄｘ01以外の他の差分
値データの最適ビット幅は考慮せず、全ての差分値デー
タｄｘ01，ｄｘ12，…，ｄｘ56をワード幅５ビットで符
号化するのが、この第１のモードである。
【００２１】図３に、データのフォーマットを示す。図
３（ａ）に示すように、１フレームは、ワード幅Ｌw、
ワード拡張モード、初期値ｘ0及び差分値データｄｘ0
1，ｄｘ12，…，ｄｘ56から構成される。そして、第１
のモードでは、差分値データは、同図（ｂ）に示すよう
に、一定のワード幅Ｌw（５ビット）となる。ここで、
ワード幅Ｌwは、最大ビット表現で、０ビットが指定さ
れることはないとして、ワード幅は８種類、すなわち３
ビット（001，010，…，111，000）で表現可能である。
ワード拡張モードはＯＮ＝１，ＯＦＦ＝０というように
１ビットで表現可能である。従って、この例の場合、
３（ａ）に示すように、１フレームは、ワード幅Ｌw、
ワード拡張モード、初期値ｘ0及び差分値データｄｘ0
1，ｄｘ12，…，ｄｘ56から構成される。そして、第１
のモードでは、差分値データは、同図（ｂ）に示すよう
に、一定のワード幅Ｌw（５ビット）となる。ここで、
ワード幅Ｌwは、最大ビット表現で、０ビットが指定さ
れることはないとして、ワード幅は８種類、すなわち３
ビット（001，010，…，111，000）で表現可能である。
ワード拡張モードはＯＮ＝１，ＯＦＦ＝０というように
１ビットで表現可能である。従って、この例の場合、
【００２２】
【００２３】となる。ちなみに元のリニアＰＣＭデータ
は、８ビット×７サンプル＝５６ビットであるから、こ
の第１のモードの例ではビット長を図２に示す元のリニ
アＰＣＭデータに対して０．７５まで圧縮することがで
きる。
は、８ビット×７サンプル＝５６ビットであるから、こ
の第１のモードの例ではビット長を図２に示す元のリニ
アＰＣＭデータに対して０．７５まで圧縮することがで
きる。
【００２４】（２）第２のモード（ワード拡張あり） 図４は、第２のモードを説明するための図である。い
ま、図４に示すように、１フレームのサンプル数Ｎ＝７
とし、入力されるリニアＰＣＭデータｘ0，ｘ1，ｘ2，
…，ｘ6が８ビットのデータで、それぞれ１５，１７，
１６，６５，６３，６６，６４であるとすると、差分値
データｄｘ01，ｄｘ12，…，ｄｘ56は、それぞれ＋２，
−１，＋４９，−２，＋３，−２となる。この場合、差
分値データｄｘ23の値（＋４９）が他の差分値データに
比べて非常に大きな値になっているので、第１のモード
のように、＋４９に合わせてワード幅Ｌwを一律に７に
固定すると、他の差分値データには無駄なビットが多く
付加されることになり、このフレームに限れば圧縮効果
はあまり期待できない。
ま、図４に示すように、１フレームのサンプル数Ｎ＝７
とし、入力されるリニアＰＣＭデータｘ0，ｘ1，ｘ2，
…，ｘ6が８ビットのデータで、それぞれ１５，１７，
１６，６５，６３，６６，６４であるとすると、差分値
データｄｘ01，ｄｘ12，…，ｄｘ56は、それぞれ＋２，
−１，＋４９，−２，＋３，−２となる。この場合、差
分値データｄｘ23の値（＋４９）が他の差分値データに
比べて非常に大きな値になっているので、第１のモード
のように、＋４９に合わせてワード幅Ｌwを一律に７に
固定すると、他の差分値データには無駄なビットが多く
付加されることになり、このフレームに限れば圧縮効果
はあまり期待できない。
【００２５】そこで、差分値データｄｘ23を除く他の差
分値データの最適ビット幅を見ると３以下であることが
分かるので、これに合わせて差分値データｄｘ23を最下
位ビットから順に３ビットずつに区切ると、“（０）０
０／１１０／００１”となる。この区切られたデータを
下位ビット側から順次切り出して、切り出されたデータ
の後にデータがまだ続くかどうかを示すデータワード拡
張ビットを各３ビットの先頭に１ビットずつ付加する
と、“１００１／１１１０／００００”となる（但し、
ワード拡張ビット：０＝最終ワード，１＝非最終ワー
ド）。同様に、他の差分値データｄｘ01，ｄｘ12，ｄｘ
34，ｄｘ45，ｄｘ56についても、ワード拡張ビット（＝
０）をそれぞれ先頭に付加すると、図４に示すような再
量子化データが得られる。この場合のワード幅Ｌw＝４
となる。このように、各ワードの先頭にワード拡張ビッ
トを付加するモードが第２のモードである。図３（ｃ）
は、この第２のモードの差分値データのフォーマットを
示している。
分値データの最適ビット幅を見ると３以下であることが
分かるので、これに合わせて差分値データｄｘ23を最下
位ビットから順に３ビットずつに区切ると、“（０）０
０／１１０／００１”となる。この区切られたデータを
下位ビット側から順次切り出して、切り出されたデータ
の後にデータがまだ続くかどうかを示すデータワード拡
張ビットを各３ビットの先頭に１ビットずつ付加する
と、“１００１／１１１０／００００”となる（但し、
ワード拡張ビット：０＝最終ワード，１＝非最終ワー
ド）。同様に、他の差分値データｄｘ01，ｄｘ12，ｄｘ
34，ｄｘ45，ｄｘ56についても、ワード拡張ビット（＝
０）をそれぞれ先頭に付加すると、図４に示すような再
量子化データが得られる。この場合のワード幅Ｌw＝４
となる。このように、各ワードの先頭にワード拡張ビッ
トを付加するモードが第２のモードである。図３（ｃ）
は、この第２のモードの差分値データのフォーマットを
示している。
【００２６】この例についても１フレームのビット数を
計算すると、次のようになる。
計算すると、次のようになる。
【００２７】
【００２８】この場合、図４に示す元のリニアＰＣＭデ
ータに対して、ビット長を０．７９まで圧縮することが
できる。
ータに対して、ビット長を０．７９まで圧縮することが
できる。
【００２９】次に、符号化モードと最適ワード幅の決定
方法について説明する。図５は、量子化レンジ決定部１
３でのモード及びワード幅決定のためのアルゴリズムを
示すフローチャートである。先ず、各変数の意味につい
て説明する。 ＬＬ：ワード幅Ｌwを最大値側から決定していくため、
ワード幅を更新していくための変数。初期値はＬMAX。
ワード幅Ｌwの初期値もＬMAX。 ＬMAX：最大値検出部１２で検出された最大差分値デー
タのビット数であり、図２の例では“５”、図４の例で
は“７”である。 ＷMIN：１フレームの差分値データ系列の全体の長さの
最小値を更新していくための変数。初期値はＬMAX×
（Ｎ−１）。図２及び図４の例では、Ｎ＝７であるか
ら、初期値は、それぞれ“３０”，“４２”である。 Ｗ：１フレームの差分値データ系列の長さを累積加算に
よって求めていくための変数。初期値＝０。
方法について説明する。図５は、量子化レンジ決定部１
３でのモード及びワード幅決定のためのアルゴリズムを
示すフローチャートである。先ず、各変数の意味につい
て説明する。 ＬＬ：ワード幅Ｌwを最大値側から決定していくため、
ワード幅を更新していくための変数。初期値はＬMAX。
ワード幅Ｌwの初期値もＬMAX。 ＬMAX：最大値検出部１２で検出された最大差分値デー
タのビット数であり、図２の例では“５”、図４の例で
は“７”である。 ＷMIN：１フレームの差分値データ系列の全体の長さの
最小値を更新していくための変数。初期値はＬMAX×
（Ｎ−１）。図２及び図４の例では、Ｎ＝７であるか
ら、初期値は、それぞれ“３０”，“４２”である。 Ｗ：１フレームの差分値データ系列の長さを累積加算に
よって求めていくための変数。初期値＝０。
【００３０】このフローの概要は次の通りである。先ず
初期条件として、ステップＳ１で、第１のモード（ワー
ド拡張無し）で符号化した場合の差分値データ系列の全
体の長さ（ＷMIN）を求める。このときの全体の長さ
は、既検出の最大ビット数ＬMAX×ワード数（Ｎ−１）
である。もし、この長さよりも第２のモード（ワード拡
張有り）で符号化した方が差分値データ系列全体の長さ
が短くなる場合には、第２のモードで符号化する必要が
あるので、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理では、これを確
認している。具体的には、ワード幅（ＬＬ）を上記の最
大ビット数ＬMAXから１ビットずつ少なくしていき（Ｓ
９）、各ワードをＬＬで区切って第２のモードで符号化
した場合の差分値データ系列全体の長さ（Ｗ）を確認し
ていく。この確認の過程で、もし、第１のモードの全体
の長さＷMINよりもＷが短くなった場合には、ステップ
Ｓ８でワード拡張モードが１になる。以後、全体の長さ
Ｗが最も短くなるワード幅ＬＬに基づいて最適なワード
幅ＬWが求められることになる。
初期条件として、ステップＳ１で、第１のモード（ワー
ド拡張無し）で符号化した場合の差分値データ系列の全
体の長さ（ＷMIN）を求める。このときの全体の長さ
は、既検出の最大ビット数ＬMAX×ワード数（Ｎ−１）
である。もし、この長さよりも第２のモード（ワード拡
張有り）で符号化した方が差分値データ系列全体の長さ
が短くなる場合には、第２のモードで符号化する必要が
あるので、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理では、これを確
認している。具体的には、ワード幅（ＬＬ）を上記の最
大ビット数ＬMAXから１ビットずつ少なくしていき（Ｓ
９）、各ワードをＬＬで区切って第２のモードで符号化
した場合の差分値データ系列全体の長さ（Ｗ）を確認し
ていく。この確認の過程で、もし、第１のモードの全体
の長さＷMINよりもＷが短くなった場合には、ステップ
Ｓ８でワード拡張モードが１になる。以後、全体の長さ
Ｗが最も短くなるワード幅ＬＬに基づいて最適なワード
幅ＬWが求められることになる。
【００３１】次に、このフローを更に具体的に説明す
る。先ず、変数ＬＬ，ＷMAX，Ｌwを初期化し、ワード拡
張モード＝０とする（Ｓ１）。次に、ｉ＝０，Ｗ＝０と
して、ｉ＝０〜Ｎ−１まで以下の処理を繰り返す（Ｓ２
〜Ｓ６）。すなわち、差分値データｄｘi, i+1の最適ビ
ット幅がＬＬ以下である場合には（Ｓ３）、ＷにＬＬ＋
１を累積加算してｉを更新する（Ｓ４）。これは第２の
モードでの差分値データ系列の全体の長さを求めるため
の計算で、１はワード拡張ビットの加算分である。差分
値データｄｘi i+1の最適ビット幅がＬＬよりも大きい
場合には（Ｓ３）、そのビット幅からＬＬを引き、Ｗに
ＬＬ＋１を累積加算して同様の処理を繰り返す（Ｓ
５）。
る。先ず、変数ＬＬ，ＷMAX，Ｌwを初期化し、ワード拡
張モード＝０とする（Ｓ１）。次に、ｉ＝０，Ｗ＝０と
して、ｉ＝０〜Ｎ−１まで以下の処理を繰り返す（Ｓ２
〜Ｓ６）。すなわち、差分値データｄｘi, i+1の最適ビ
ット幅がＬＬ以下である場合には（Ｓ３）、ＷにＬＬ＋
１を累積加算してｉを更新する（Ｓ４）。これは第２の
モードでの差分値データ系列の全体の長さを求めるため
の計算で、１はワード拡張ビットの加算分である。差分
値データｄｘi i+1の最適ビット幅がＬＬよりも大きい
場合には（Ｓ３）、そのビット幅からＬＬを引き、Ｗに
ＬＬ＋１を累積加算して同様の処理を繰り返す（Ｓ
５）。
【００３２】１フレーム内の全ての差分値データについ
てＷの累積加算が終了したら、ＷMI NとＷとを比較し
（Ｓ７）、Ｗの方が小さい場合には、ＷMINにＷを格納
すると共に、ＬwとしてＬＬ＋１を格納し、ワード拡張
モード＝１とする（Ｓ８）。一方、ＷがＷMIN以上であ
る場合には、何も行わない。そして、ＬＬを１だけ減ら
し（Ｓ９）、ＬＬが０になるまで上記の処理を繰り返す
（Ｓ１０）。以上の処理により、１フレームの長さを最
も短くするワード幅Ｌwとワード拡張モードとが決定さ
れる。
てＷの累積加算が終了したら、ＷMI NとＷとを比較し
（Ｓ７）、Ｗの方が小さい場合には、ＷMINにＷを格納
すると共に、ＬwとしてＬＬ＋１を格納し、ワード拡張
モード＝１とする（Ｓ８）。一方、ＷがＷMIN以上であ
る場合には、何も行わない。そして、ＬＬを１だけ減ら
し（Ｓ９）、ＬＬが０になるまで上記の処理を繰り返す
（Ｓ１０）。以上の処理により、１フレームの長さを最
も短くするワード幅Ｌwとワード拡張モードとが決定さ
れる。
【００３３】例えば図２の例では、ＷMINの初期値とし
て３０が与えられ、ＬＬ＝５，４，３，２，１のとき、
それぞれＷ＝３６，４５，４０，４２，４８となるの
で、いずれの場合もＷMIN＜Ｗとなり、ワード幅Ｌw＝
５、ワード拡張モード＝０と決定される。また、図４の
例では、ＷMINの初期値として４２が与えられ、ＬＬ＝
７，６，５，４，３，２，１のとき、それぞれＷ＝４
８，４９，４２，３５，３２，３９，４２となるので、
ＷMINは最終的に３２となり、ワード幅Ｌw＝４，ワード
拡張モード＝１と決定されることになる。
て３０が与えられ、ＬＬ＝５，４，３，２，１のとき、
それぞれＷ＝３６，４５，４０，４２，４８となるの
で、いずれの場合もＷMIN＜Ｗとなり、ワード幅Ｌw＝
５、ワード拡張モード＝０と決定される。また、図４の
例では、ＷMINの初期値として４２が与えられ、ＬＬ＝
７，６，５，４，３，２，１のとき、それぞれＷ＝４
８，４９，４２，３５，３２，３９，４２となるので、
ＷMINは最終的に３２となり、ワード幅Ｌw＝４，ワード
拡張モード＝１と決定されることになる。
【００３４】図６は、可変量子化処理部１４での可変量
子化処理の内容を示すフローチャートである。ワード拡
張モードが０の場合には（Ｓ１１）、第１のモードで再
量子化するため、ｉ＝０〜Ｎ−１まで、差分データｄｘ
i, i+1の下位Ｌwビットを切り出す処理を繰り返す（Ｓ
１２〜Ｓ１５）。
子化処理の内容を示すフローチャートである。ワード拡
張モードが０の場合には（Ｓ１１）、第１のモードで再
量子化するため、ｉ＝０〜Ｎ−１まで、差分データｄｘ
i, i+1の下位Ｌwビットを切り出す処理を繰り返す（Ｓ
１２〜Ｓ１５）。
【００３５】一方、ワード拡張モードが１の場合には
（Ｓ１１）、第２のモードで再量子化するため、ｉ＝０
〜Ｎ−１まで以下の処理を繰り返す（Ｓ１６〜Ｓ２
２）。先ず、差分データｄｘi, i+1の絶対値を計算し
（Ｓ１７）、絶対値の２倍が２LW-1よりも大きいかどう
かを判定する（Ｓ１８）。ここで絶対値の２倍としたの
は、サインビット１ビット分を確保するためである。も
し、絶対値の２倍の方が大きい場合には、ワード拡張ビ
ットとして１を付加すると共に、差分データｄｘi, i+1
の下位Ｌw−１ビットを切り出し、差分データｄｘi, i+
1を右にＬwビットだけシフトして（Ｓ１９）、絶対値計
算（Ｓ１７）以降の処理を繰り返す。ステップＳ１８で
絶対値の２倍の方が小さいと判定された場合には、ワー
ド拡張ビットとして０を付加すると共に、差分データｄ
ｘi, i+1の下位Ｌw−１ビットを切り出す（Ｓ２０）。
以上の処理を実行することにより、可変量子化処理部１
４から１フレームの長さを圧縮した差分データ系列がビ
ットストリーム生成部１５に出力される。
（Ｓ１１）、第２のモードで再量子化するため、ｉ＝０
〜Ｎ−１まで以下の処理を繰り返す（Ｓ１６〜Ｓ２
２）。先ず、差分データｄｘi, i+1の絶対値を計算し
（Ｓ１７）、絶対値の２倍が２LW-1よりも大きいかどう
かを判定する（Ｓ１８）。ここで絶対値の２倍としたの
は、サインビット１ビット分を確保するためである。も
し、絶対値の２倍の方が大きい場合には、ワード拡張ビ
ットとして１を付加すると共に、差分データｄｘi, i+1
の下位Ｌw−１ビットを切り出し、差分データｄｘi, i+
1を右にＬwビットだけシフトして（Ｓ１９）、絶対値計
算（Ｓ１７）以降の処理を繰り返す。ステップＳ１８で
絶対値の２倍の方が小さいと判定された場合には、ワー
ド拡張ビットとして０を付加すると共に、差分データｄ
ｘi, i+1の下位Ｌw−１ビットを切り出す（Ｓ２０）。
以上の処理を実行することにより、可変量子化処理部１
４から１フレームの長さを圧縮した差分データ系列がビ
ットストリーム生成部１５に出力される。
【００３６】図７は、このようにして生成されたビット
ストリームからもとの信号を再生するための圧縮復号器
の構成を示すブロック図である。入力されたビットスト
リームは、ビットストリーム分解部２１で初期値ｘ0、
差分値データｄｘの系列、ワード幅Ｌw及びワード拡張
モードの情報に分解される。初期値ｘ0は、初期値バッ
ファ２２に格納される。差分値データｄｘの系列は、ス
イッチ２３を介してワード切り出し部２４に格納され
る。スイッチ２３は、ワード拡張モードが０の場合に
は、差分値データｄｘをワード切り出し部２４に固定的
に供給し、ワード拡張モードが１の場合には、各差分値
データのＭＳＢ（最上位ビット）のみをＭＳＢ切り出し
部２５に供給する。ワード切り出し部２４は、ワード幅
Ｌw毎にワードを切り出してワード結合・バッファリン
グ部２６に供給する。ワード結合・バッファリング部２
６からの出力は、ワード拡張モードが０のときは、スイ
ッチ２７を介してワード毎に加算器２８に供給され、ワ
ード拡張モードが１のときは、ＭＳＢ切り出し部２５で
切り出されたＭＳＢの値が０のときのみスイッチ２７が
オンとなって加算器２８に供給される。これにより、ワ
ード結合・バッファリング部２６でワード結合がなされ
ることになる。
ストリームからもとの信号を再生するための圧縮復号器
の構成を示すブロック図である。入力されたビットスト
リームは、ビットストリーム分解部２１で初期値ｘ0、
差分値データｄｘの系列、ワード幅Ｌw及びワード拡張
モードの情報に分解される。初期値ｘ0は、初期値バッ
ファ２２に格納される。差分値データｄｘの系列は、ス
イッチ２３を介してワード切り出し部２４に格納され
る。スイッチ２３は、ワード拡張モードが０の場合に
は、差分値データｄｘをワード切り出し部２４に固定的
に供給し、ワード拡張モードが１の場合には、各差分値
データのＭＳＢ（最上位ビット）のみをＭＳＢ切り出し
部２５に供給する。ワード切り出し部２４は、ワード幅
Ｌw毎にワードを切り出してワード結合・バッファリン
グ部２６に供給する。ワード結合・バッファリング部２
６からの出力は、ワード拡張モードが０のときは、スイ
ッチ２７を介してワード毎に加算器２８に供給され、ワ
ード拡張モードが１のときは、ＭＳＢ切り出し部２５で
切り出されたＭＳＢの値が０のときのみスイッチ２７が
オンとなって加算器２８に供給される。これにより、ワ
ード結合・バッファリング部２６でワード結合がなされ
ることになる。
【００３７】加算器２８は、フレームの先頭ではスイッ
チ２９を介して与えられる初期値バッファ２２の初期値
ｘ0を出力し、以後はスイッチ２７を介して与えられる
差分値データの累積加算値をラッチ回路３０に蓄積しな
がら算出していく。これにより、加算器２８からリニア
ＰＣＭデータが再生され、これがリニアＰＣＭ逆量子化
部３１で逆量子化されたのち、Ｄ／Ａ変換器３２でＤ／
Ａ変換されて出力信号が再生される。
チ２９を介して与えられる初期値バッファ２２の初期値
ｘ0を出力し、以後はスイッチ２７を介して与えられる
差分値データの累積加算値をラッチ回路３０に蓄積しな
がら算出していく。これにより、加算器２８からリニア
ＰＣＭデータが再生され、これがリニアＰＣＭ逆量子化
部３１で逆量子化されたのち、Ｄ／Ａ変換器３２でＤ／
Ａ変換されて出力信号が再生される。
【００３８】このように、このシステムによれば、フレ
ーム単位で差分値データの最適再量子化モードとワード
幅とを決定しているので、入力信号の状態に応じた最も
効率が良い、ロスレス圧縮符号化が実現できる。そし
て、上記の実施例によれば、フレーム毎に初期値を含ま
せているので、ワード幅Ｌwとワード拡張フラグを元に
Ｎ−１サンプル分のワードをスキップする、フレームの
読み飛ばし処理を、途中のデコード処理無しに実行する
ことができ、途中再生のための処理を簡素化し、処理速
度を向上させることができる。このため、特に音楽情報
等を記録媒体に記憶した場合の高速サーチ等に有効であ
る。
ーム単位で差分値データの最適再量子化モードとワード
幅とを決定しているので、入力信号の状態に応じた最も
効率が良い、ロスレス圧縮符号化が実現できる。そし
て、上記の実施例によれば、フレーム毎に初期値を含ま
せているので、ワード幅Ｌwとワード拡張フラグを元に
Ｎ−１サンプル分のワードをスキップする、フレームの
読み飛ばし処理を、途中のデコード処理無しに実行する
ことができ、途中再生のための処理を簡素化し、処理速
度を向上させることができる。このため、特に音楽情報
等を記録媒体に記憶した場合の高速サーチ等に有効であ
る。
【００３９】なお、この発明は、上述した実施例に限定
されるものではない。図８は、フレーム毎に初期値を含
ませず、初期値をビットストリームの先頭にのみ配置し
た例を示している。この場合、各フレームの先頭の差分
値データは、前のフレームの最後のＰＣＭデータとの差
分値となるので、差分値データはフレーム毎にＮ個必要
になる。しかし、各フレームには初期値のようなフルビ
ットのデータの代わりに差分値データが配置されること
になるので、先の実施例よりも圧縮効果は高くなる。
されるものではない。図８は、フレーム毎に初期値を含
ませず、初期値をビットストリームの先頭にのみ配置し
た例を示している。この場合、各フレームの先頭の差分
値データは、前のフレームの最後のＰＣＭデータとの差
分値となるので、差分値データはフレーム毎にＮ個必要
になる。しかし、各フレームには初期値のようなフルビ
ットのデータの代わりに差分値データが配置されること
になるので、先の実施例よりも圧縮効果は高くなる。
【００４０】しかし、この実施例では、各フレームのデ
ータが切れ目無く連続するため、フレーム境界を探索す
るには、先頭から読み飛ばし処理とデコード処理とを実
行する必要がある。この点を改良したのが図９に示すブ
ロック化ビットストリームフォーマットである。この例
では、１フレームを複数のデータブロックにより構成し
ている。各データブロックは、いままでの実施例で述べ
たところのフレームと等価であり、ワード幅Ｌw、ワー
ド拡張モードの情報及び差分値データを含む。１フレー
ムがバイト境界で分離されるように、余剰ビットは、ゼ
ロデータでパディングする。フレームの先頭にはフレー
ムヘッダを配置し、ここにフレーム長情報（バイト単
位）と初期値ｘ0とを格納する。このように、フレーム
をバイト境界で分離し、先頭にフレーム長情報を配置す
ることで、フレームスキップが極めて容易になる。
ータが切れ目無く連続するため、フレーム境界を探索す
るには、先頭から読み飛ばし処理とデコード処理とを実
行する必要がある。この点を改良したのが図９に示すブ
ロック化ビットストリームフォーマットである。この例
では、１フレームを複数のデータブロックにより構成し
ている。各データブロックは、いままでの実施例で述べ
たところのフレームと等価であり、ワード幅Ｌw、ワー
ド拡張モードの情報及び差分値データを含む。１フレー
ムがバイト境界で分離されるように、余剰ビットは、ゼ
ロデータでパディングする。フレームの先頭にはフレー
ムヘッダを配置し、ここにフレーム長情報（バイト単
位）と初期値ｘ0とを格納する。このように、フレーム
をバイト境界で分離し、先頭にフレーム長情報を配置す
ることで、フレームスキップが極めて容易になる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ＰＣＭデータ系列から得られた差分値データ系列を一定
のフレーム毎にまとめ、このフレーム毎に当該フレーム
に含まれる最大の差分値データが表現可能なビット数を
当該フレームに含まれる差分値データのワード幅とする
ので、差分値データの振幅が大きいフレームでは長いワ
ード幅、差分値データの振幅が小さいフレームでは短い
ワード幅が割り当てられる。このため、各フレーム毎に
最適なワード幅が割り当てられ、無駄なビットが割り当
てられるのを防止しつつ、完全なロスレス符号化を実現
することができるという効果を奏する。
ＰＣＭデータ系列から得られた差分値データ系列を一定
のフレーム毎にまとめ、このフレーム毎に当該フレーム
に含まれる最大の差分値データが表現可能なビット数を
当該フレームに含まれる差分値データのワード幅とする
ので、差分値データの振幅が大きいフレームでは長いワ
ード幅、差分値データの振幅が小さいフレームでは短い
ワード幅が割り当てられる。このため、各フレーム毎に
最適なワード幅が割り当てられ、無駄なビットが割り当
てられるのを防止しつつ、完全なロスレス符号化を実現
することができるという効果を奏する。
【図１】 この発明の一実施例に係る圧縮符号化器のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】 同符号化器の第１のモード（ワード拡張無
し）を説明するための図である。
し）を説明するための図である。
【図３】 同符号化器から出力されるビットストリーム
のフォーマットを示す図である。
のフォーマットを示す図である。
【図４】 同符号化器の第２のモード（ワード拡張あ
り）を説明するための図である。
り）を説明するための図である。
【図５】 同符号化器の量子化レンジ決定のアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。
ムを示すフローチャートである。
【図６】 同符号化器の可変量子化処理のアルゴリズム
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図７】 同実施例における圧縮復号器のブロック図で
ある。
ある。
【図８】 この発明の他の実施例のビットストリームの
フォーマットを示す図である。
フォーマットを示す図である。
【図９】 この発明の更に他の実施例のビットストリー
ムのフォーマットを示す図である。
ムのフォーマットを示す図である。
１…Ａ／Ｄ変換器、２…リニアＰＣＭ量子化部、４，２
２…初期値バッファ、５…差分値生成部、８…再量子化
部、１０…差分値バッファ、１１…絶対値演算部、１２
…最大値検出部、１３…量子化レンジ決定部、１４…可
変量子化処理部、１５…ビットストリーム生成部、２１
…ビットストリーム分解部、２４…ワード切り出し部、
２５…ＭＳＢ切り出し部、２６…ワード結合・バッファ
リング部、３１…リニアＰＣＭ逆量子化部、３２…Ｄ／
Ａ変換器。
２…初期値バッファ、５…差分値生成部、８…再量子化
部、１０…差分値バッファ、１１…絶対値演算部、１２
…最大値検出部、１３…量子化レンジ決定部、１４…可
変量子化処理部、１５…ビットストリーム生成部、２１
…ビットストリーム分解部、２４…ワード切り出し部、
２５…ＭＳＢ切り出し部、２６…ワード結合・バッファ
リング部、３１…リニアＰＣＭ逆量子化部、３２…Ｄ／
Ａ変換器。
Claims (8)
- 【請求項１】 入力信号からＰＣＭデータの系列を生成
するＰＣＭ量子化手段と、 このＰＣＭ量子化手段で生成されたＰＣＭデータの系列
からそれらの隣接サンプル間の差分値データの系列を生
成する差分値生成手段と、 この差分値生成手段で生成された差分値データの系列を
所定のフレーム毎にまとめ、各フレーム毎に当該フレー
ムに含まれる差分値データのうち絶対値が最大の差分値
データの表現に必要な最小ビット数をワード幅として決
定し、当該フレームに含まれる全ての差分値データを前
記ワード幅で再量子化すると共に、各フレーム毎に前記
ワード幅を示す情報を含ませて前記各フレームのデータ
を生成する再量子化処理手段とを備えたことを特徴とす
る圧縮符号化方式。 - 【請求項２】 入力信号からＰＣＭデータの系列を生成
するＰＣＭ量子化手段と、 このＰＣＭ量子化手段で生成されたＰＣＭデータの系列
からそれらの隣接サンプル間の差分値データの系列を生
成する差分値生成手段と、 この差分値生成手段で生成された差分値データの系列を
所定のフレーム毎にまとめ、各フレーム毎に当該フレー
ムに含まれる各差分値データをそれぞれ最下位ビット側
からＬビット毎に区切ってその表現に必要なＬビットを
単位とする最小ビット数で再量子化したときに当該フレ
ームのビット長が最も短くなるように前記Ｌの値を決定
し、各Ｌビット毎にそれが各差分値データの最終ワード
か否かを示す１ビットのフラグを付加してこれをワード
幅とし、各フレーム毎に前記ワード幅を示す情報を含ま
せて前記各フレームのデータを生成する再量子化処理手
段とを備えたことを特徴とする圧縮符号化方式。 - 【請求項３】 入力信号からＰＣＭデータの系列を生成
するＰＣＭ量子化手段と、 このＰＣＭ量子化手段で生成されたＰＣＭデータの系列
からそれらの隣接サンプル間の差分値データの系列を生
成する差分値生成手段と、 この差分値生成手段で生成された差分値データの系列を
所定のフレーム毎にまとめ、各フレーム毎に当該フレー
ムに含まれる差分値データのワード幅を決定すると共
に、各フレーム毎に前記ワード幅を示す情報を含ませて
前記各フレームのデータを生成する再量子化手段とを備
え、 前記再量子化手段は、 各フレーム毎に当該フレームに含まれる差分値データの
うち絶対値が最大の差分値データの表現に必要な最小ビ
ット数を前記ワード幅として決定する第１のモードと、 各フレーム毎に当該フレームに含まれる各差分値データ
をそれぞれ最下位ビット側からＬビット毎に区切ってそ
の表現に必要なＬビットを単位とする最小ビット数で再
量子化したときに当該フレームのビット長が最も短くな
るように前記Ｌの値を決定し、各Ｌビット毎にそれが各
差分値データの最終ワードか否かを示す１ビットのフラ
グを付加してこれをワード幅とする第２のモードとを備
え、 前記第１のモード及び第２のモードのうち当該フレーム
のビット長が短くなる方のモードを選択し、且つ選択さ
れたモードの情報を当該フレームに付加して当該フレー
ムのデータを生成するものであることを特徴とする圧縮
符号化方式。 - 【請求項４】 前記再量子化手段は、前記各フレームに
対応したＰＣＭデータの系列のうちの先頭のＰＣＭデー
タの値を初期値として各フレームに付加して各フレーム
のデータを生成するものであることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか１項記載の圧縮符号化方式。 - 【請求項５】 前記再量子化手段は、連続する複数のフ
レームに対応したＰＣＭデータの系列のうちの先頭のＰ
ＣＭデータの値を当該複数のフレームの初期値として付
加して当該複数のフレームのデータを生成するものであ
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載
の圧縮符号化方式。 - 【請求項６】 ＰＣＭデータの系列の隣接サンプリング
間の差分をとって生成された差分値データの系列と、そ
の初期値としてのＰＣＭデータと、前記差分値データの
ワード幅の情報とを含むデータから前記初期値を切り出
すと共に、前記ワード幅の情報に基づいて前記各差分値
データを切り出すデータ分解切り出し手段と、 このデータ分解切り出し手段で切り出した初期値から前
記差分値データを順次累積加算してＰＣＭデータの系列
を再生するＰＣＭデータ再生手段とを備えたことを特徴
とする圧縮復号方式。 - 【請求項７】 前記各差分値データは、前記ワード幅を
単位とする１又は複数のワードで表現され、且つ各差分
値データを表現するワードは当該差分値データを表現す
る最終のワードであるか否かを示すフラグを含み、 前記ＰＣＭデータ再生手段は、前記各ワードのフラグに
基づいてワードを適宜結合して前記各差分値データを再
生するものであることを特徴とする請求項６記載の圧縮
復号方式。 - 【請求項８】 入力信号からＰＣＭデータの系列を生成
するステップと、 このステップで生成されたＰＣＭデータの系列からそれ
らの隣接サンプル間の差分値データの系列を生成するス
テップと、 このステップで生成された差分値データの系列を所定の
フレーム毎にまとめ、各フレーム毎に当該フレームに含
まれる差分値データのうち絶対値が最大の差分値データ
の表現に必要な最小ビット数をワード幅として決定し、
当該フレームに含まれる全ての差分値データを前記ワー
ド幅で再量子化すると共に、各フレーム毎に前記ワード
幅を示す情報を含ませて前記各フレームのデータを生成
するステップとを含む圧縮符号化プログラムを記録した
記録媒体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33233996A JP3339335B2 (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 圧縮符号化復号方式 |
| US08/978,070 US5973629A (en) | 1996-12-12 | 1997-11-25 | Differential PCM system with frame word length responsive to magnitude |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33233996A JP3339335B2 (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 圧縮符号化復号方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10173541A true JPH10173541A (ja) | 1998-06-26 |
| JP3339335B2 JP3339335B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=18253867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33233996A Expired - Fee Related JP3339335B2 (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 圧縮符号化復号方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5973629A (ja) |
| JP (1) | JP3339335B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004500753A (ja) * | 1999-11-09 | 2004-01-08 | ノキア コーポレイション | 圧縮されているデータの可変長符号化 |
| JP2008122911A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Korea Electronics Telecommun | キー再同期区間の音声データを見積もるためのベクトル情報の挿入方法、ベクトル情報伝送方法、およびベクトル情報を用いたキー再同期区間の音声データ見積り方法 |
| JP2010537552A (ja) | 2007-08-17 | 2010-12-02 | オープン・インターフェイス・ノース・アメリカ，インコーポレイテッド | デジタル信号ソーティングに対するシステム、方法、および／または装置 |
| JP2012194574A (ja) * | 2009-05-31 | 2012-10-11 | Huawei Technologies Co Ltd | 符号化方法、装置及び機器、及び復号化方法 |
| JP2014102763A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Fuji Xerox Co Ltd | データ変換装置、データ復元装置、画像形成装置、画像形成システム、データ変換プログラムおよびデータ復元プログラム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1308931A1 (de) * | 2001-10-23 | 2003-05-07 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Decodierung eines codierten digitalen Audio-Signals welches in Header enthaltende Rahmen angeordnet ist |
| US6898744B1 (en) * | 2001-11-01 | 2005-05-24 | Louis J. Jannotta | Apparatus and methods for monitoring encoder signals |
| US6934677B2 (en) | 2001-12-14 | 2005-08-23 | Microsoft Corporation | Quantization matrices based on critical band pattern information for digital audio wherein quantization bands differ from critical bands |
| US7240001B2 (en) * | 2001-12-14 | 2007-07-03 | Microsoft Corporation | Quality improvement techniques in an audio encoder |
| US7502743B2 (en) | 2002-09-04 | 2009-03-10 | Microsoft Corporation | Multi-channel audio encoding and decoding with multi-channel transform selection |
| US7299190B2 (en) * | 2002-09-04 | 2007-11-20 | Microsoft Corporation | Quantization and inverse quantization for audio |
| JP4676140B2 (ja) * | 2002-09-04 | 2011-04-27 | マイクロソフト コーポレーション | オーディオの量子化および逆量子化 |
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| GB2495918B (en) * | 2011-10-24 | 2015-11-04 | Malcolm Law | Lossless buried data |
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| US5128963A (en) * | 1985-01-31 | 1992-07-07 | Sony Corporation | 3-mode PCM/DPCM/APCM maximizing dynamic range |
| US5365553A (en) * | 1990-11-30 | 1994-11-15 | U.S. Philips Corporation | Transmitter, encoding system and method employing use of a bit need determiner for subband coding a digital signal |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP33233996A patent/JP3339335B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-25 US US08/978,070 patent/US5973629A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| US5973629A (en) | 1999-10-26 |
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