JPH11168391A

JPH11168391A - 復号装置

Info

Publication number: JPH11168391A
Application number: JP9334120A
Authority: JP
Inventors: Shuji Miyasaka; 修二宮阪; Takashi Fujita; 剛史藤田; Masahiro Sueyoshi; 雅弘末吉; Akihisa Kawamura; 明久川村; Masaharu Matsumoto; 正治松本; Takashi Katayama; 崇片山; Kazutada Abe; 一任阿部; Kosuke Nishio; 孝祐西尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない演算量とメモリ容量で、ハフマン復号
処理とそれに続いて行われる演算処理を一括処理する復
号装置を実現すること。【解決手段】ハフマン復号部５０の参照用テーブルと
して、修正済みハフマンコードブック５１を設ける。こ
のテーブルでは、ハフマン復号で用いられるハフマンコ
ードブックのインデックス値群を格納するべき領域に、
夫々のインデックス値ｉｄｘに対する関数Ｆ（ｉｄｘ）
の値を予め格納しておく。符号化データが入力される
と、ハフマン復号部５０は符号長を解析し、その符号長
に対応して符号語を検索する。得られた符号語から関数
Ｆ（ｉｄｘ）を求め、ｎ−ｔｕｐｌｅｓにおけるｎ個の
復号データを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化データの復
号装置に関し、特にハフマン復号部と、ハフマン復号部
の出力値（インデックス値）を入力とし、該入力に対し
て出力値が一意に確定する関数Ｆの処理を行う演算処理
部とを有する復号装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の様なハフマン復号部と、ハ
フマン復号部の出力値（インデックス値）を入力とし、
該入力に対して出力値が一意に確定する関数Ｆの処理を
行う演算処理部とを有する復号装置では、以下に示すよ
うにハフマン復号の処理と関数Ｆの処理を順次シーケン
シャルに行っていた。ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣ
（Advanced Audio Code ）準拠の復号装置を例にとり、
その動作を示す。

【０００３】図２は、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣ
準拠の復号装置におけるスペクトルデータのハフマンコ
ードブックの一例である。このテーブルは８１種類のイ
ンデックス（index)0,1,2,3,・・・78,79,80に対する夫
々の符号語（codeword）を割り当てたテーブルである。
これらの符号語はハフマン符号語で構成され、２進数で
表現すると、符号長（length）が１，５，７，９，１
０，１１に特定されている。また任意の異なる符号語が
連続して出力されても、符号語単位で分離できる。な
お、このようなテーブルは複数組設定されており、デー
ブル番号によってインデックス値と、各インデックスに
対する符号語のコードが異なる。

【０００４】図７は従来の復号装置の構成図である。こ
の復号装置は、ハフマン復号部３０、前述したハフマン
コードブック３１、演算処理部３２を含んで構成され
る。ハフマン復号部３０では、符号語（符号化データ）
を入力して以下のような方法でハフマン復号を行う。ま
ず、図２のハフマンコードブックを予め符号長の短い方
から長い方に向かって並べ替える。即ち図３に示すテー
ブルを新たに作成する。

【０００５】図３に示すように、このハフマンコードブ
ックでは、符号長の最小値は１であるので、符号化デー
タが入力されると、先頭の１ビットを読み出す。次に、
読み出したデータを符号長が１である符号語、即ち
「０」（hex 表示) と比較する。読み出しデータが
「０」であるなら、符号語「０」と一致するので、入力
された符号化データは１ビット構成と判断し、符号語
「０」と確定する。そして符号語「０」に対するインデ
ックス「４０」を引き出す。こうして最初の符号化デー
タのハフマン復号を終了する。

【０００６】もし、読み出しデータが「０」でないなら
ば、図３を参照して次のコードの符号長を調べる。この
例では符号長が５であるので、最初の１ビットに続けて
符号化データを４ビット分読み出す。先に読み出したデ
ータをＭＳＢ側に配置し、いま読み出したデータをＬＳ
Ｂ側に配置する。そして５ビットのデータを作り、その
データを符号長が５である符号語と比較する。このハフ
マンコードブックでは、符号長５の符号語は、１６進数
で「１１」、「１７」、「１５」、「１２」、「１
４」、「１６」、「１３」、「１０」である。そこで、
読み出したデータがそれらのどれと一致するかを調べ
る。

【０００７】もし、読み出したデータが上記の８種類の
符号語のいずれかと一致すれば、その一致した符号語に
対応するインデックスを出力し、ハフマン復号を終了す
る。もし、読み出した計５ビットのデータが上記の８種
類の符号語のどれとも一致しない場合、現在入力中の符
号化データは７ビット以上のデータと推定する。この場
合、図３のテーブルを再度参照し、次のコードの符号長
を調べ、上記の処理を繰り返す。そして読み出したデー
タが、いずれかの符号語と一致するインデックス値を出
力すればよい。

【０００８】次に、演算処理部３２における関数Ｆ（ｉ
ｄｘ）の演算処理方法について説明する。ＭＰＥＧ２オ
ーディオのＡＡＣ規格では、上記ハフマン復号の処理に
よって得られた１つのデータはｎ個のデータに分離され
る。つまり、ハフマン復号の処理によって得られた夫々
データはｎ−ｔｕｐｌｅｓと呼ばれるｎ個のスペクトル
データに分離される。その方法は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３
８１８−７、Ｐ５３に記載されている。図３に示すハフ
マンコードブックから得られた値は、４−ｔｕｐｌｅｓ
のスペクトルデータであるので、４つに分離される。

【０００９】ハフマンコードブックから得られた値をｉ
ｄｘとし、関数Ｆ（ｉｄｘ）として４つの値をｗ，ｘ，
ｙ，ｚとすると、以下の式によって、ｉｄｘから４つの
値ｗ，ｘ，ｙ，ｚが求められる。ｗ＝ＩＮＴ（ｉｄｘ／２７）ｉｄｘ−＝ｗ＊２７ｘ＝ＩＮＴ（ｉｄｘ／９）ｉｄｘ−＝ｘ＊９ｙ＝ＩＮＴ（ｉｄｘ／３）ｉｄｘ−＝ｙ＊３ｚ＝ｉｄｘここで、記号ＩＮＴ（ａ）は、ａの値の小数点以下を切
り捨て、整数化する処理を表す。この処理は、上記式か
らも明らかなように、入力ｉｄｘに対して４つの出力
ｗ，ｘ，ｙ，ｚが一意に確定する関数Ｆ（ｉｄｘ）を求
める処理ということになる。

【００１０】このように従来の復号装置では、上記の様
なハフマン復号部３０と演算処理部３２とを設け、演算
処理部３２でハフマン復号部３０の出力値（インデック
ス値）を入力とし、該入力に対して出力値が一意に確定
する関数Ｆ（ｉｄｘ）の演算処理を行なっていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な方法では、関数Ｆ（ｉｄｘ）の演算処理を独立に行
うので、除算回数が多く、多大な計算量が必要となる。
また関数Ｆを求めることは、入力に対して出力が一意に
確定する演算処理なので、入力に対する出力の値を予め
テーブルで用意しておけば、多大な計算量は必要としな
くなる。しかしこの方法では、テーブル保持用のメモリ
容量が多大なものとなってしまう欠点があった。

【００１２】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、関数Ｆ（ｉｄｘ）の演算処理
を大幅に少なくすると共に、入力符号化データに対する
出力（インデックス）の値を容易に求めることができ、
且つテーブルのメモリ容量を大幅に削減したハフマン符
号語の復号装置を実現することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項１記載の発明は、ハフマン復号処理の
インデックス値ｉｄｘを入力とし、前記インデックス値
に対して出力値が一意に確定するような関数Ｆ（ｉｄ
ｘ）の処理を含む復号装置であって、ハフマン復号で用
いられるハフマンコードブックのインデックス値群を格
納するべき領域に、夫々のインデックス値ｉｄｘに対す
るＦ（ｉｄｘ）の値が予め格納された修正済みハフマン
コードブックと、前記修正済みハフマンコードブックを
用いて符号化データをハフマン復号するハフマン復号部
と、を設けたことを特徴とするものである。

【００１４】本願の請求項２記載の発明は、請求項１の
復号装置において、前記修正済みハフマンコードブック
は、前記関数Ｆ（ｉｄｘ）が１入力１出力の場合は、ハ
フマンコードブックのインデックス値群を格納するべき
領域に、夫々のインデックス値ｉｄｘに対するＦ（ｉｄ
ｘ）の値をそのまま格納することを特徴とするものであ
る。

【００１５】本願の請求項３記載の発明は、請求項１の
復号装置において、前記修正済みハフマンコードブック
は、前記関数Ｆ（ｉｄｘ）が１入力多出力の場合は、ハ
フマンコードブックのインデックス値群を格納するべき
領域に、夫々のインデックス値ｉｄｘに対するＦ（ｉｄ
ｘ）の出力値群を順次ビット結合したものを格納するこ
とを特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項４記載の発明は、請求項１又
は２の復号装置において、前記関数Ｆ（ｉｄｘ）は、Ｍ
ＰＥＧ２−ＡＡＣ規格におけるスケールファクタのオフ
セット処理であることを特徴とするものである。

【００１７】本願の請求項５記載の発明は、請求項１又
は３の復号装置において、前記関数Ｆ（ｉｄｘ）は、Ｍ
ＰＥＧ２−ＡＡＣ規格におけるｎ−ｔｕｐｌｅｓのスペ
クトルデータの分離処理であることを特徴とするもので
ある。

【００１８】本願の請求項６記載の発明は、請求項１又
は３の復号装置において、前記関数Ｆ（ｉｄｘ）は、Ｍ
ＰＥＧ２−ＡＡＣ規格におけるｎ−ｔｕｐｌｅｓのスペ
クトルデータの分離処理をし、その値を（４／３）乗す
る処理であることを特徴とするものである。

【００１９】このような構成によれば、ハフマン復号で
用いられるハフマンコードブックのインデックス値群を
格納するべき領域に、夫々のインデックス値ｉｄｘに対
する関数Ｆ（ｉｄｘ）の値を予め格納しておき、そのよ
うに予め修正されたハフマンコードブックを用いてハフ
マン復号処理を行う。こうすると、復号化処理中には関
数Ｆ（ｉｄｘ）の演算処理が不要となる。しかも、もと
もとインデックス値が格納されていた領域にインデック
ス値ではなく、該インデックス値に対する関数Ｆ（ｉｄ
ｘ）の出力を格納しておくので、テーブルのメモリ容量
を増加させる必要はない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る復号装置について、図面を参照しながら説明する。図
１は本実施の形態における復号装置の構成図である。こ
の復号装置は、ハフマン復号部５０、修正済のハフマン
コードブック５１、ビット分解部５２を含んで構成され
る。ハフマン復号部５０は、例えばＭＰＥＧ２オーディ
オ規格ＡＡＣ準拠の符号化データを入力し、ハフマン符
号語を復号すると共に、修正済のハフマンコードブック
５１を用いて関数Ｆ（ｉｄｘ）を決定する回路である。
ビット分解部５２は関数Ｆ（ｉｄｘ）に含まれるパラメ
ータから４つスペクトルデータに分離する回路である。

【００２１】前述したように図２は４−ｔｕｐｌｅｓの
スペクトルデータに対するハフマンコードブックの詳細
を示した一例である。図３は図２で示したハフマンコー
ドブックを、符号長の小さい順に並べ変えたテーブルで
ある。図４は本発明の特徴である修正済のハフマンコー
ドブック５１の内容を示すテーブルである。このテーブ
ルは、インデックス値ｉｄｘを４つのスペクトルデータ
に分離する処理を予め行い、その結果得られた４つのデ
ータをビット結合したものを、図３のハフマンコードブ
ックのインデックス格納領域に格納したものである。

【００２２】以上のように構成された復号装置の動作を
説明する。まず、図２のハフマンコードブックを符号長
の小さい順に並べ替え、図３に示すテーブルを作成す
る。更に図４に示すように、図３のハフマンコードブッ
クのインデックスが格納されている領域に、該インデッ
クス値ｉｄｘを４つのスペクトルデータに分離する処理
を予め行い、その結果得られた４つのデータをビット結
合したものを格納しておく。

【００２３】本実施の形態における復号装置は、ＭＰＥ
Ｇ２オーディオ規格ＡＡＣに準拠するものとしているの
で、ハフマンコードブックから得られた値ｉｄｘから、
関数Ｆ（ｉｄｘ）のパラメータとして４つの値ｗ，ｘ，
ｙ，ｚを求める演算式は、以下の式によって表される。ｗ＝ＩＮＴ（ｉｄｘ／２７）ｉｄｘ−＝ｗ＊２７ｘ＝ＩＮＴ（ｉｄｘ／９）ｉｄｘ−＝ｘ＊９ｙ＝ＩＮＴ（ｉｄｘ／３）ｉｄｘ−＝ｙ＊３ｚ＝ｉｄｘここで、記号ＩＮＴ（ａ）は、ａの値の小数点以下を切
り捨て、整数化する処理を表す。例えば、図３の１行目
のインデックス値ｉｄｘ「４０」に対しては、ｗ＝１、
ｘ＝１、ｙ＝１、ｚ＝１となる。

【００２４】上記の式によって得られた４つの値を、図
３のハフマンコードブックのインデックスの格納領域に
予め格納する方法を図５に示す。ｗ，ｘ，ｙ，ｚの値は
夫々３値の値であるので、各パラメータは２ビットで表
現できる。それらの２ビットのデータを結合して８ビッ
トのデータにする。例えば（ｗ，ｘ，ｙ，ｚ）が（１，
１，１，１）の場合、Ｆ（ｉｄｘ）は（０１０１０１０
１）となる。

【００２５】本実施の形態においては、上記の式によっ
て、１つのｉｄｘから４つのパラメータからなる出力
（ｗ，ｘ，ｙ，ｚ）を得て、更にそれら８ビットに結合
する変換する処理を関数Ｆ（ｉｄｘ）と呼ぶ。

【００２６】図１のハフマン復号部５０では、例えば次
のような処理を行う。修正済みハフマンコードブック５
１では、符号長の最小値は１であるので、まず、入力符
号化データを１ビット読み出す。次に、読み出したデー
タを、符号長１の符号語と比較する。このハフマンコー
ドブックでは、符号語は「０」であるので、読み出した
データが「０」か否かを調べる。もし、読み出したデー
タが「０」なら、その符号語に対応するＦ（ｉｄｘ）の
値、即ち（０１０１０１０１）を出力し、ハフマン復号
を終了する。

【００２７】もし、読み出したデータが「０」でなけれ
ば、修正済みハフマンコードブック５１を参照し、次の
コードの符号長を調べる。この例では符号長が５である
ので、符号化データを更に４ビット読みだす。先に読み
出した１ビットのデータをＭＳＢ側に配置し、いま読み
出したデータをＬＳＢ側に配置し、５ビットのデータを
作る。そしてそのデータを符号長５の符号語と比較す
る。このハフマンコードブックでは、符号長が５である
符号語は「１１」、「１７」、「１５」、「１２」、
「１４」、「１６」、「１３」、「１０」である。従っ
て読み出したデータがそれらのどれかと一致するかを調
べる。

【００２８】もし、読み出したデータがいずれかと一致
するならば、その一致した符号語に対応するＦ（ｉｄ
ｘ）の値を出力してハフマン復号を終了する。もし、読
み出したデータがどれとも一致しない場合、再び修正済
みハフマンコードブック５１を参照する。そしてコード
の符号長を調べ、上記の処理を繰り返す。こうして読み
出したデータがいずれかの符号語と一致するＦ（ｉｄ
ｘ）の値を出力する。

【００２９】次に、図１に示すビット分解部５２の動作
を述べる。前述したようにＦ（ｉｄｘ）の値は、もとも
とのハフマンコードブックのインデックス値を所定の関
数で４つの値に分離し、ビット結合したものである。従
ってハフマン復号部５０の出力をビット分解するだけ
で、所望の４つのデータが得られる。その様子を図６に
示す。本図に示すように、格納されている８ビットのデ
ータは、上位から２ビットずつｗ，ｘ，ｙ，ｚとなって
いるので、単に２ビットずつ分解するだけで、所望の４
つのデータが得られる訳である。

【００３０】以上のようにすると、復号化処理中に関数
Ｆ（ｉｄｘ）の演算処理が不要となる。しかも、元来イ
ンデックス値が格納されていた領域に、インデックス値
ではなく、該インデックス値に対する関数Ｆ（ｉｄｘ）
の出力値を格納しておくので、テーブルのメモリ容量の
増加も必要としなくなる。

【００３１】こうして得られた４つのデータ（ｗ，ｘ，
ｙ，ｚ）を用いてインデックスｉｄｘに変換し、所望の
スペクトルデータを得る。図示しない符号化装置側で
は、スペクトルデータを（３／４）乗することにより量
子化し、符号化しているので、復号装置がで復号された
スペクトルデータを逆量子化すべく、（４／３）乗する
と原データが得られる。

【００３２】また本実施の形態では、上記関数Ｆ（ｉｄ
ｘ）が１入力４出力の関数であるので、修正済みハフマ
ンコードブックを作成する際に、４つのデータをビット
結合し、所定の領域に格納した。またＦ（ｉｄｘ）がｎ
−ｔｕｐｌｅｓのように１入力多出力（ｎ出力）の場合
にも同様に、関数Ｆ（ｉｄｘ）を格納することができ
る。しかし関数Ｆ（ｉｄｘ）が１入力１出力の場合は、
関数Ｆの出力値をそのまま格納すればよく、この場合は
ビット分解部５２は不要となる。

【００３３】ＭＰＥＧ２オーディオＡＡＣ規格では、ス
ケールファクタもハフマン復号処理によって得られ、得
られたデータから６０を引くことによって実際のスケー
ルファクタ値を算出する(ISO/IEC13818-7、P53)。この場
合ハフマンコードブック(ISO/IEC13818-7、P92)のインデ
ックス値から予め６０を引いた値を、インデックス値が
格納されていた領域に格納しておけば、ハフマン復号し
た結果がそのまま求める値となる。

【００３４】なお以上で説明した図２のインデックス値
ｉｄｘは、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣ規格におけるスペクトデ
ータとするが、スケールファクタを記載したテーブルも
ある。この場合、インデックス値ｉｄｘが０から１２０
のように多値をとる。そして得られたインデックス値ｉ
ｄｘから特定のオフセット量を減算することにより、所
望のスケールファクタを求めることができる。この処理
をオフセット処理という。

【００３５】

【発明の効果】本発明の復号装置によれば、ハフマン符
号語を用いた符号化データの復号化処理中には、インデ
ックス値を求めるための関数Ｆ（ｉｄｘ）の演算処理が
不要となる。このため演算処理部の負担が大幅に軽減さ
れ、かつ、ハフマンドブックを記載したテーブルのメモ
リ容量の増加も生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における復号装置の構成図
である。

【図２】本実施の形態における復号装置に用いられるハ
フマンコードブックの一例を示す説明図である。

【図３】本実施の形態の復号装置において、符号長の小
さい順に並び替えられたハフマンコードブックの説明図
である。

【図４】本実施の形態の復号装置に用いられる修正済み
ハフマンコードブックの説明図である。

【図５】ビット結合の様子を示した説明図である。

【図６】ビット分解の様子を示した説明図である。

【図７】従来例の復号装置の構成図である。

【符号の説明】

３０ハフマン復号部３１ハフマンコードブック３２演算処理部５０ハフマン復号部５１修正済みハフマンコードブック５２ビット分解部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村明久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者松本正治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者片山崇大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者阿部一任大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者西尾孝祐大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハフマン復号処理のインデックス値ｉｄ
ｘを入力とし、前記インデックス値に対して出力値が一
意に確定するような関数Ｆ（ｉｄｘ）の処理を含む復号
装置であって、ハフマン復号で用いられるハフマンコードブックのイン
デックス値群を格納するべき領域に、夫々のインデック
ス値ｉｄｘに対するＦ（ｉｄｘ）の値が予め格納された
修正済みハフマンコードブックと、前記修正済みハフマンコードブックを用いて符号化デー
タをハフマン復号するハフマン復号部と、を設けたこと
を特徴とする復号装置。
【請求項２】前記修正済みハフマンコードブックは、
前記関数Ｆ（ｉｄｘ）が１入力１出力の場合は、ハフマ
ンコードブックのインデックス値群を格納するべき領域
に、夫々のインデックス値ｉｄｘに対するＦ（ｉｄｘ）
の値をそのまま格納することを特徴とする請求項１記載
の復号装置。
【請求項３】前記修正済みハフマンコードブックは、
前記関数Ｆ（ｉｄｘ）が１入力多出力の場合は、ハフマ
ンコードブックのインデックス値群を格納するべき領域
に、夫々のインデックス値ｉｄｘに対するＦ（ｉｄｘ）
の出力値群を順次ビット結合したものを格納することを
特徴とする請求項１記載の復号装置。
【請求項４】前記関数Ｆ（ｉｄｘ）は、ＭＰＥＧ２−
ＡＡＣ規格におけるスケールファクタのオフセット処理
であることを特徴とする請求項１又は２記載の復号装
置。
【請求項５】前記関数Ｆ（ｉｄｘ）は、ＭＰＥＧ２−
ＡＡＣ規格におけるｎ−ｔｕｐｌｅｓのスペクトルデー
タの分離処理であることを特徴とする請求項１又は３記
載の復号装置。
【請求項６】前記関数Ｆ（ｉｄｘ）は、ＭＰＥＧ２−
ＡＡＣ規格におけるｎ−ｔｕｐｌｅｓのスペクトルデー
タの分離処理をし、その値を（４／３）乗する処理であ
ることを特徴とする請求項１又は３記載の復号装置。