JPH1127240A - Device and method for digital signal encoding, device and method for decoding, recording medium and transmission method - Google Patents
Device and method for digital signal encoding, device and method for decoding, recording medium and transmission methodInfo
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- JPH1127240A JPH1127240A JP9178647A JP17864797A JPH1127240A JP H1127240 A JPH1127240 A JP H1127240A JP 9178647 A JP9178647 A JP 9178647A JP 17864797 A JP17864797 A JP 17864797A JP H1127240 A JPH1127240 A JP H1127240A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルオーデ
ィオ信号等をビット圧縮し、暗号化した圧縮暗号化デー
タの記録再生、その圧縮暗号化データが記録される記録
媒体、及び、圧縮暗号化データの伝送系に関し、特に、
時間と周波数について細分化し、圧縮された小ブロック
毎に独立して暗号化し、同一の圧縮暗号化情報で複数の
暗号復号伸長状態を再現することが可能な、ディジタル
信号を情報圧縮して記録若しくは伝送及び/又は再生若
しくは受信して伸張するディジタル信号処理装置及び/
又は情報圧縮方法及び記録媒体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to recording and reproducing compressed and encrypted data obtained by bit-compressing and encrypting a digital audio signal and the like, a recording medium on which the compressed and encrypted data is recorded, and a method for storing the compressed and encrypted data. Regarding transmission systems,
Digital signals can be compressed and recorded or recorded by subdividing time and frequency, encrypting each compressed small block independently, and reproducing multiple decryption and decompression states with the same compressed and encrypted information. Digital signal processing device for transmission and / or reproduction or reception and expansion
Alternatively, the present invention relates to an information compression method and a recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】本件出願人は、先に、例えば特願平2−
221364号、特願平2−221365号、特願平2
−222821号、特願平2−222823号の各明細
書及び図面等において、入力されたディジタルオーディ
オ信号をビット圧縮し、所定のデータ量を記録単位とし
てバースト的に記録するような技術を提案している。2. Description of the Related Art The present applicant has previously described, for example, Japanese Patent Application No. Hei.
No. 221364, Japanese Patent Application No. 2-221365, Japanese Patent Application No. 2
In each specification, drawings and the like of Japanese Patent Application No. 228821 and Japanese Patent Application No. 2-282323, a technique is proposed in which an input digital audio signal is bit-compressed and a predetermined data amount is recorded as a recording unit in a burst. ing.
【0003】この技術は、記録媒体として光磁気ディス
クを用い、いわゆるCD−I(CD−インタラクティ
ブ)やCD−ROM XAのオーディオデータフォーマ
ットに規定されているAD(適応差分)PCMオーディ
オデータを記録再生するものであり、このADPCMデ
ータの例えば32セクタ分とインターリーブ処理のため
のリンキング用の数セクタとを記録単位として、光磁気
ディスクにバースト的に記録している。This technique uses a magneto-optical disk as a recording medium, and records and reproduces AD (adaptive difference) PCM audio data defined in a so-called CD-I (CD-interactive) or CD-ROM XA audio data format. The ADPCM data is recorded in a burst on the magneto-optical disk using, for example, 32 sectors of ADPCM data and several sectors for linking for interleave processing as a recording unit.
【0004】この光磁気ディスクを用いた記録再生装置
におけるADPCMオーディオにはいくつかのモードが
選択可能になっており、例えば通常のCDの再生時間に
比較して、2倍の圧縮率でサンプリング周波数が37.
8kHzの「レベルA」、4倍の圧縮率でサンプリング
周波数が37.8kHzの「レベルB」、8倍の圧縮率
でサンプリング周波数が18.9kHzの「レベルC」
が規定されている。すなわち、例えば上記「レベルB」
の場合には、ディジタルオーディオデータが略々1/4
に圧縮され、この「レベルB」のモードで記録されたデ
ィスクの再生時間(プレイタイム)は、標準的なCDフ
ォーマット(CD−DAフォーマット)の場合の4倍と
なる。これは、より小型のディスクで標準12cmと同
じ程度の記録再生時間が得られることから、装置の小型
化が図れることになる。Several modes can be selected for ADPCM audio in a recording / reproducing apparatus using this magneto-optical disk. Is 37.
"Level A" of 8 kHz, "Level B" of 47.8% compression rate and sampling frequency of 37.8 kHz, "Level C" of 8 times compression rate and sampling frequency of 18.9 kHz
Is stipulated. That is, for example, the “level B”
In the case of, the digital audio data is approximately 1/4
The playback time (play time) of a disc recorded in this "level B" mode is four times that of a standard CD format (CD-DA format). Since a recording and reproducing time of the same order as a standard 12 cm can be obtained with a smaller disk, the size of the apparatus can be reduced.
【0005】ただし、ディスクの回転速度は標準的なC
Dと同じであるため、例えば上記「レベルB」の場合、
所定時間当たりその4倍の再生時間分の圧縮データが得
られることになる。このため、例えばセクタやクラスタ
等の時間単位で同じ圧縮データを重複して4回読み出す
ようにし、そのうちの1回分の圧縮データのみをオーデ
ィオ再生にまわすようにしている。具体的には、スパイ
ラル状の記録トラックを走査(トラッキング)する際
に、1回転毎に元のトラック位置に戻るようなトラック
ジャンプを行って、同じトラックを4回ずつ繰り返しト
ラッキングするような形態で再生動作を進めることにな
る。これは、例えば4回の重複読み取りの内、少なくと
も1回だけ正常な圧縮データが得られればよいことにな
り、外乱等によるエラーに強く、特に携帯用小型機器に
適用して好ましいものである。However, the rotation speed of the disk is a standard C
Since it is the same as D, for example, in the case of the above “Level B”,
As a result, compressed data for a reproduction time four times as long as the predetermined time is obtained. For this reason, for example, the same compressed data is read out four times in units of time such as sectors or clusters, and only one of the compressed data is used for audio reproduction. Specifically, when scanning (tracking) a spiral recording track, a track jump is performed such that the track returns to the original track position for each rotation, and the same track is repeatedly tracked four times. The playback operation will proceed. This means that normal compressed data only needs to be obtained at least once out of, for example, four overlapping readings, which is resistant to errors due to disturbances and the like, and is particularly preferable when applied to portable small devices.
【0006】さらに、本出願人は、効率良く、良好な圧
縮を実現するためのビット割当手法を、特願平4−36
952号の明細書及び図面等において提案している。こ
の技術はビットの割当に際し、いわゆる臨界帯域(クリ
ティカルバンド)等の各小ブロック中の代表値によって
正規化、いわゆるブロックフローティングを施し、各小
ブロック内の信号の大きさに依存したビット割り当て
を、当該小ブロックの対応する帯域に応じて重み付けし
て行うというものである。この技術によれば各小ブロッ
ク内のスペクトルの大きさに極端なばらつきが生じない
場合には、良好に圧縮を行うことが出来る。Further, the present applicant has disclosed a bit allocation method for realizing efficient and good compression by applying Japanese Patent Application No. Hei.
No. 952 in the specification and drawings. In this technique, when allocating bits, normalization is performed by a representative value in each small block such as a so-called critical band (critical band), that is, so-called block floating is performed. The weighting is performed according to the band corresponding to the small block. According to this technique, when there is no extreme variation in the magnitude of the spectrum in each small block, it is possible to perform compression satisfactorily.
【0007】一方、特定者に対する通信あるいは配布内
容の暗号化や認証等の手順については、例えば、Data E
ncryption Standard, Federal Information Processing
Standards Publication 46, National Bureau of Stan
dards, U.S. Department of Commerce (1977)で述べら
れているいわゆるDESやMiyaguchi, S., Kurihara,
S., Ohta, K. and Morita, H.: Expansion of FEALCiph
er, NTT Review, Vol.2, No.6, pp.117-127 (1990)で述
べられているいわゆるFEAL等が提案され実用化され
つつある。これらは一般には共通鍵暗号方式と呼ばれ、
ある平文を送りたい送信者は、受信者と共有する暗号鍵
で暗号化を行ない、暗号文を通信路に流すというもので
ある。この暗号文は暗号鍵を共有している受信者のみが
復号化が可能となり、秘匿性が保証されることとなる。On the other hand, for the procedure of encrypting or authenticating communication or distribution contents to a specific person, for example, Data E
ncryption Standard, Federal Information Processing
Standards Publication 46, National Bureau of Stan
dards, US Department of Commerce (1977), and the so-called DES and Miyaguchi, S., Kurihara,
S., Ohta, K. and Morita, H .: Expansion of FEALCiph
er, NTT Review, Vol. 2, No. 6, pp. 117-127 (1990) have been proposed and are being put to practical use. These are generally called symmetric key cryptosystems,
A sender who wants to send a certain plaintext encrypts it with an encryption key shared with the receiver, and sends the ciphertext to a communication path. This cipher text can be decrypted only by the recipient sharing the encryption key, and confidentiality is guaranteed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
技術を応用してディジタルオーディオデータの圧縮を行
ない、暗号化して記録メディア或は通信路を介して受信
者に配布する場合において、複数の受信者に対して多数
の情報を同時に配布して、受信者が選択的に復号化を行
なうような場合あるいは、送信者が選択的に受信者毎に
復号化を許可する場合を考慮すると、受信者が選択可能
とするために暗号化されていない目次あるいは見本の如
き情報の添付が必要となる。この時、受信者毎に情報を
選択して暗号化して配布すれば、先に述べた暗号化され
ていない情報の添付は不要となるが、受信者の数が増加
するにつれ、配布の際に膨大な作業量を必要とするよう
になる。However, in the case where digital audio data is compressed by applying the above-mentioned technology, and the digital audio data is encrypted and distributed to a receiver via a recording medium or a communication path, a plurality of receivers are required. Considering the case where a large amount of information is distributed simultaneously to the receiver and the receiver selectively performs decryption, or the case where the sender selectively permits decryption for each receiver, In order to be selectable, it is necessary to attach information such as an unencrypted table of contents or sample. At this time, if information is selected and encrypted for each recipient and distributed, the above-mentioned attachment of unencrypted information becomes unnecessary, but as the number of recipients increases, the distribution It requires a lot of work.
【0009】さらに、受信者毎に品質、例えば、オーデ
ィオデータにおける再生帯域等の異なる情報を配布する
様な場合においても、異なる品質毎に暗号化し、受信者
毎に配布しなければならない。あるいは、各々の品質毎
に暗号化した情報をすべてまとめて配布した場合、受信
者毎に選択的に送信する必要は無くなるが、受信者に不
必要な情報まで送信することになり、配布する情報量が
多くなる為、配布効率の低下を生じる。特に通信路を介
して情報を配布する場合には、大きな障害となりうる。Further, even in a case where different information such as a quality, for example, a reproduction band in audio data, is distributed to each receiver, it is necessary to encrypt each quality and distribute it to each receiver. Alternatively, when all pieces of information encrypted for each quality are distributed together, it is not necessary to selectively transmit the information to each receiver, but information unnecessary to the receiver is transmitted, and information to be distributed is transmitted. Since the volume increases, the distribution efficiency decreases. In particular, when distributing information via a communication channel, this can be a major obstacle.
【0010】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、暗号化の範囲を全体あるいは部分的に選
択が可能なディジタルオーディオデータの圧縮の手法を
適用し、暗号化されていない情報の添付なしに選択的な
復号化を可能とすると共に、異なる品質の情報を効率良
く配布可能とし、且つ、複数の暗号化に対して同一の復
号化装置で対応が可能なディジタル信号符号化装置及び
方法、復号化装置及び方法、記録媒体、並びに伝送方法
の提供を目的とするものである。[0010] The present invention has been made in view of such circumstances, and employs a digital audio data compression technique capable of selecting the entire or partial range of encryption, and is not encrypted. Digital signal encoding that enables selective decoding without attaching information, enables efficient distribution of information of different qualities, and can handle multiple encryptions with the same decoding device It is an object of the present invention to provide an apparatus and method, a decoding apparatus and method, a recording medium, and a transmission method.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、入力ディジタル信号を時間及び周波数
の少なくとも一方について細分化した小ブロックに分配
するブロック分配手段と、周波数軸上のスペクトルデー
タを得るスペクトルデータ出力手段と、上記細分化され
た小ブロック毎の圧縮のための割当ビット数を求めるビ
ット配分算出手段と、上記ビット配分算出手段により割
り当てられたビット数に応じた符号化を行う割当ビット
符号化手段と、上記細分化された小ブロックの少なくと
も一部に対して暗号化を施す暗号化手段と、上記暗号化
手段による暗号化を制御するための暗号鍵を生成する暗
号鍵制御手段とを有することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a block distribution means for distributing an input digital signal into small blocks subdivided in at least one of time and frequency; Spectrum data output means for obtaining spectrum data, bit allocation calculation means for calculating the number of allocated bits for compression for each of the subdivided small blocks, and encoding according to the number of bits allocated by the bit allocation calculation means Assigned bit encoding means for performing encryption, encryption means for encrypting at least a part of the subdivided small blocks, and encryption for generating an encryption key for controlling encryption by the encryption means. Key control means.
【0012】ここで、上記暗号化手段は、暗号化の範囲
が選択可能であり、上記暗号鍵制御手段は、上記暗号化
手段における暗号化範囲を選択制御することが挙げられ
る。Here, the encryption means can select an encryption range, and the encryption key control means selectively controls the encryption range in the encryption means.
【0013】また、上記入力ディジタル信号を時間と周
波数について細分化した小ブロックに分配、圧縮し、時
間と周波数について細分化した小ブロック毎に独立及び
/又は、単独、或は、多重に暗号化し、同一の圧縮暗号
化情報で複数の暗号復号伸長状態を再現することが挙げ
られる。Further, the input digital signal is distributed and compressed into small blocks subdivided with respect to time and frequency, and is independently and / or individually or multiplexed and encrypted for each small block subdivided with respect to time and frequency. Reproducing a plurality of encryption / decryption / decompression states using the same compression / encryption information.
【0014】すなわち、上記小ブロックは、上記入力デ
ィジタル信号を時間及び周波数について細分化したもの
であり、上記スペクトルデータ出力手段は、上記小ブロ
ック毎に周波数軸上のスペクトルデータを得る直交変換
手段を有して成ることが挙げられる。また、上記ビット
配分手段は、上記スペクトルデータから許容ノイズスペ
クトルを求め、得られた許容ノイズスペクトルを時間と
周波数について細分化した小ブロックに分配し、圧縮の
ためのビット割当を行うものであることが挙げられる。That is, the small block is obtained by subdividing the input digital signal with respect to time and frequency, and the spectrum data output means includes orthogonal transform means for obtaining spectrum data on a frequency axis for each of the small blocks. To have. Further, the bit allocation means obtains an allowable noise spectrum from the spectrum data, distributes the obtained allowable noise spectrum into small blocks subdivided in time and frequency, and performs bit allocation for compression. Is mentioned.
【0015】また、上記暗号化手段は、時間及び周波数
の少なくとも一方について細分化した小ブロック毎に独
立して暗号化するものであり、上記暗号鍵制御手段は、
該細分化された小ブロック毎に独立して暗号化するため
の暗号鍵を生成するものであることが挙げられる。ある
いは、上記暗号化手段は、時間について細分化した小ブ
ロックを多重に暗号化するための直列に接続された手段
から成るものであり、上記暗号鍵制御手段は、該細分化
された小ブロックを多重に暗号化するための暗号鍵を生
成するものであることが挙げられる。Further, the encrypting means independently encrypts at least one of time and frequency for each of the subdivided small blocks, and the encrypting key control means comprises:
An encryption key for independently encrypting each of the subdivided small blocks is generated. Alternatively, the encrypting means comprises serially connected means for encrypting multiple small blocks subdivided with respect to time, and the encryption key control means converts the subdivided small blocks into One is to generate an encryption key for multiple encryption.
【0016】さらに、上記ブロック分配手段は、入力信
号に適応して情報圧縮のための処理ブロックの時間的長
さを可変とし、当該処理ブロックの入力信号の変化及び
外の処理ブロックの入力信号の変化、及び/又はパワ
ー、あるいはエネルギ又はピーク情報を基に、当該処理
ブロックの時間的長さを決定する処理ブロック長決定手
段を有して成ることが挙げられる。Further, the block distribution means changes the time length of the processing block for information compression in accordance with the input signal, and changes the input signal of the processing block and the input signal of the other processing block. It may include a processing block length determining means for determining the time length of the processing block based on the change and / or power, energy, or peak information.
【0017】また、本発明に係る信号記録媒体は、上述
のようにして符号化されたディジタル信号が記録された
ものである。A signal recording medium according to the present invention is a medium on which a digital signal encoded as described above is recorded.
【0018】さらに、本発明に係るディジタル信号伝送
方法は、上述のようにして符号化されたディジタル信号
を伝送する工程を有するものである。Further, the digital signal transmission method according to the present invention includes a step of transmitting the digital signal encoded as described above.
【0019】上述のようにして符号化され、記録媒体あ
るいは伝送路を介して供給された符号化データは、同一
の符号化データで、複数の暗号復号状態に応じた複数の
再生品質を得ることができる。The coded data coded as described above and supplied via a recording medium or a transmission path can obtain a plurality of reproduction qualities corresponding to a plurality of encryption / decryption states with the same coded data. Can be.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るディジタル信
号符号化装置及び方法、復号化装置及び方法、記録媒
体、並びに伝送方法の好ましい実施の形態について、図
面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a digital signal encoding apparatus and method, a decoding apparatus and method, a recording medium, and a transmission method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】先ず、図1は、本発明の実施の形態となる
ディジタル信号符号化装置の概略構成を示すブロック回
路図であり、この図1のディジタル信号符号化装置は、
本発明の実施の形態となるディジタル信号符号化方法が
適用された装置でもある。FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a digital signal encoding apparatus according to an embodiment of the present invention. The digital signal encoding apparatus shown in FIG.
This is also an apparatus to which the digital signal encoding method according to the embodiment of the present invention is applied.
【0022】この図1に示す本発明の実施の形態として
のディジタル信号符号化装置においては、暗号化技術を
適用した高能率圧縮符号化を行っている。すなわち、オ
ーディオPCM信号等の入力ディジタル信号を、帯域分
割符号化(SBC)、適応変換符号化(ATC)、適応
ビット割当て及び暗号鍵を用いての暗号化の各技術を用
いて高能率符号化している。The digital signal encoding apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 performs high-efficiency compression encoding using an encryption technique. That is, an input digital signal such as an audio PCM signal is encoded with high efficiency using techniques such as band division coding (SBC), adaptive conversion coding (ATC), adaptive bit allocation, and encryption using an encryption key. ing.
【0023】この図1において、入力端子200には、
例えばオーディオPCM信号等のディジタル信号が入力
されており、この入力ディジタル信号を時間及び周波数
について細分化した小ブロックに分配するブロック分配
手段として、例えば、QMF(Quadrature Mirrer Filt
er)201,202及びブロックサイズ決定回路20
6,207,208が設けられている。また、上記入力
ディジタル信号は、周波数軸上のスペクトルデータを得
るスペクトルデータ出力手段としての直交変換回路、例
えばMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)
回路203,204,205に送られて、それぞれMD
CT処理される。ビット配分算出回路209は、上記細
分化された小ブロック毎の圧縮のための割当ビット数を
求め、適応ビット割当符号化回路210,211,21
2により、ビット配分算出回路209により割り当てら
れたビット数に応じた符号化を行う。暗号化手段として
の暗号化回路219〜221,223〜225は、上記
細分化された小ブロック対してそれぞれ暗号化を施す。
暗号鍵制御回路222は、暗号化回路219〜221,
223〜225による暗号化を制御するための暗号鍵を
生成する。この場合、暗号鍵制御回路222は、暗号化
回路219〜221,223〜225における暗号化を
全て行うか一部についてのみ行うかの選択や、共通の暗
号鍵を使うかそれぞれ異なる暗号鍵を使うかの制御や、
時間経過に従って暗号化の状態を変化させる制御等を行
う。In FIG. 1, an input terminal 200 has
For example, a digital signal such as an audio PCM signal is input, and as a block distribution means for distributing the input digital signal into small blocks subdivided in time and frequency, for example, a QMF (Quadrature Mirrer Filt
er) 201, 202 and block size determination circuit 20
6, 207 and 208 are provided. Further, the input digital signal is an orthogonal transform circuit as a spectrum data output means for obtaining spectrum data on a frequency axis, for example, an MDCT (Modified Discrete Cosine Transform)
Sent to the circuits 203, 204, and 205,
CT processing is performed. The bit allocation calculation circuit 209 obtains the number of allocated bits for compression for each of the subdivided small blocks, and calculates the adaptive bit allocation encoding circuits 210, 211, 21.
2, encoding is performed according to the number of bits allocated by the bit allocation calculation circuit 209. The encryption circuits 219 to 221 and 223 to 225 as encryption means respectively perform encryption on the subdivided small blocks.
The encryption key control circuit 222 includes encryption circuits 219 to 221,
An encryption key for controlling encryption by 223 to 225 is generated. In this case, the encryption key control circuit 222 selects whether to perform all or only a part of the encryption in the encryption circuits 219 to 221 and 223 to 225, and uses a common encryption key or different encryption keys. Control or
Control or the like for changing the encryption state over time is performed.
【0024】ここで、この図1に示す本発明の実施の形
態となるディジタル信号符号化装置の詳細な説明に先立
って、該符号化装置が用いられるディジタル信号処理装
置としての圧縮データ記録及び/又は再生装置につい
て、図2を参照しながら説明する。Here, prior to the detailed description of the digital signal encoding apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. Alternatively, a reproducing device will be described with reference to FIG.
【0025】図2には、本発明の実施の形態となるディ
ジタル信号符号化装置や復号化装置が用いられる圧縮デ
ータ記録及び/又は再生装置の一具体例として、光磁気
ディスク記録再生装置の概略構成を示している。FIG. 2 shows an outline of a magneto-optical disk recording / reproducing apparatus as a specific example of a compressed data recording and / or reproducing apparatus using a digital signal encoding apparatus and a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 shows the configuration.
【0026】この図2に示す光磁気ディスク記録再生装
置において、先ず記録媒体としては、スピンドルモータ
51により回転駆動される光磁気ディスク1が用いられ
る。光磁気ディスク1に対するデータの記録時には、例
えば、光学ヘッド53によりレーザ光を照射した状態で
記録データに応じた変調磁界を磁気ヘッド54により印
加することによって、いわゆる磁界変調記録を行い、光
磁気ディスク1の記録トラックに沿ってデータを記録す
る。また再生時には、光磁気ディススク1の記録トラッ
クを光学ヘッド53によりレーザ光でトレースして磁気
光学的に再生を行う。In the magneto-optical disk recording / reproducing apparatus shown in FIG. 2, a magneto-optical disk 1 driven by a spindle motor 51 is used as a recording medium. When recording data on the magneto-optical disk 1, for example, a so-called magnetic field modulation recording is performed by applying a modulation magnetic field corresponding to the recording data with the magnetic head 54 while irradiating the laser light with the optical head 53, Data is recorded along one recording track. At the time of reproduction, the recording track of the magneto-optical disk 1 is traced by a laser beam by the optical head 53, and reproduction is performed magneto-optically.
【0027】光学ヘッド53は、例えば、レーザダイオ
ード等のレーザ光源、コリメータレンズ、対物レンズ、
偏光ビームスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学
部品及び所定パターンの受光部を有するフォトディテク
タ等から構成されている。この光学ヘッド53は、光磁
気ディスク1を介して上記磁気ヘッド54と対向する位
置に設けられている。光磁気ディスク1にデータを記録
するときには、後述する記録系のヘッド駆動回路66に
より磁気ヘッド54を駆動して記録データに応じた変調
磁界を印加すると共に、光学ヘッド53により光磁気デ
ィスク1の目的トラックにレーザ光を照射することによ
って、磁界変調方式により熱磁気記録を行う。またこの
光学ヘッド53は、目的トラックに照射したレーザ光の
反射光を検出し、例えばいわゆる非点収差法によりフォ
ーカスエラーを検出し、例えばいわゆるプッシュプル法
によりトラッキングエラーを検出する。光磁気ディスク
1からデータを再生するとき、光学ヘッド53は上記フ
ォーカスエラーやトラッキングエラーを検出すると同時
に、レーザ光の目的トラックからの反射光の偏光角(カ
ー回転角)の違いを検出して再生信号を生成する。The optical head 53 includes, for example, a laser light source such as a laser diode, a collimator lens, an objective lens,
It is composed of optical components such as a polarizing beam splitter and a cylindrical lens, and a photodetector having a light receiving section having a predetermined pattern. The optical head 53 is provided at a position facing the magnetic head 54 via the magneto-optical disk 1. When data is recorded on the magneto-optical disk 1, the magnetic head 54 is driven by a recording-system head drive circuit 66, which will be described later, to apply a modulation magnetic field in accordance with the recorded data. By irradiating the track with laser light, thermomagnetic recording is performed by a magnetic field modulation method. The optical head 53 detects reflected light of the laser beam applied to the target track, detects a focus error by, for example, a so-called astigmatism method, and detects a tracking error by, for example, a so-called push-pull method. When reproducing data from the magneto-optical disk 1, the optical head 53 detects the focus error and the tracking error, and at the same time, detects the difference in the polarization angle (Kerr rotation angle) of the reflected light of the laser light from the target track to reproduce the data. Generate a signal.
【0028】光学ヘッド53の出力は、RF回路55に
供給される。このRF回路55は、光学ヘッド53の出
力から上記フォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号を抽出してサーボ制御回路56に供給するととも
に、再生信号を2値化して後述する再生系のデコーダ7
1に供給する。The output of the optical head 53 is supplied to an RF circuit 55. The RF circuit 55 extracts the focus error signal and the tracking error signal from the output of the optical head 53 and supplies the focus error signal and the tracking error signal to the servo control circuit 56.
Feed to 1.
【0029】サーボ制御回路56は、例えばフォーカス
サーボ制御回路やトラッキングサーボ制御回路、スピン
ドルモータサーボ制御回路、スレッドサーボ制御回路等
から構成される。上記フォーカスサーボ制御回路は、上
記フォーカスエラー信号がゼロになるように、光学ヘッ
ド53の光学系のフォーカス制御を行う。また上記トラ
ッキングサーボ制御回路は、上記トラッキングエラー信
号がゼロになるように光学ヘッド53の光学系のトラッ
キング制御を行う。さらに上記スピンドルモータサーボ
制御回路は、光磁気ディスク1を所定の回転速度(例え
ば一定線速度)で回転駆動するようにスピンドルモータ
51を制御する。また、上記スレッドサーボ制御回路
は、システムコントローラ57により指定される光磁気
ディスク1の目的トラック位置に光学ヘッド53及び磁
気ヘッド54を移動させる。このような各種制御動作を
行うサーボ制御回路56は、該サーボ制御回路56によ
り制御される各部の動作状態を示す情報をシステムコン
トローラ57に送る。The servo control circuit 56 comprises, for example, a focus servo control circuit, a tracking servo control circuit, a spindle motor servo control circuit, a thread servo control circuit and the like. The focus servo control circuit performs focus control of the optical system of the optical head 53 so that the focus error signal becomes zero. Further, the tracking servo control circuit performs tracking control of the optical system of the optical head 53 so that the tracking error signal becomes zero. Further, the spindle motor servo control circuit controls the spindle motor 51 so as to rotate the magneto-optical disk 1 at a predetermined rotation speed (for example, a constant linear speed). The thread servo control circuit moves the optical head 53 and the magnetic head 54 to target track positions of the magneto-optical disk 1 specified by the system controller 57. The servo control circuit 56 that performs such various control operations sends information indicating the operation state of each unit controlled by the servo control circuit 56 to the system controller 57.
【0030】システムコントローラ57にはキー入力操
作部58や表示部59が接続されている。このシステム
コントローラ57は、キー入力操作部58による操作入
力情報により指定される動作モードで記録系及び再生系
の制御を行う。またシステムコントローラ57は、光磁
気ディスク1の記録トラックからヘッダータイムやサブ
コードのQデータ等により再生されるセクタ単位のアド
レス情報に基づいて、光学ヘッド53及び磁気ヘッド5
4がトレースしている上記記録トラック上の記録位置や
再生位置を管理する。さらにシステムコントローラ57
は、データ圧縮率と上記記録トラック上の再生位置情報
とに基づいて表示部59に再生時間を表示させる制御を
行う。A key input operation unit 58 and a display unit 59 are connected to the system controller 57. The system controller 57 controls a recording system and a reproduction system in an operation mode specified by operation input information from the key input operation unit 58. The system controller 57 also controls the optical head 53 and the magnetic head 5 based on the address information in sector units reproduced from the recording track of the magneto-optical disk 1 by the header time, the subcode Q data, and the like.
4 manages a recording position and a reproduction position on the recording track which are being traced. Further, the system controller 57
Controls the display unit 59 to display the reproduction time based on the data compression ratio and the reproduction position information on the recording track.
【0031】この再生時間表示は、光磁気ディスク1の
記録トラックからいわゆるヘッダータイムやいわゆるサ
ブコードQデータ等により再生されるセクタ単位のアド
レス情報(絶対時間情報)に対し、データ圧縮率の逆数
(例えば1/4圧縮のときには4)を乗算することによ
り、実際の時間情報を求め、これを表示部9に表示させ
るものである。なお、記録時においても、例えば光磁気
ディスク等の記録トラックに予め絶対時間情報が記録さ
れている(プリフォーマットされている)場合に、この
プリフォーマットされた絶対時間情報を読み取ってデー
タ圧縮率の逆数を乗算することにより、現在位置を実際
の記録時間で表示させることも可能である。This reproduction time display is based on the reciprocal of the data compression ratio (absolute time information) with respect to the sector-based address information (absolute time information) reproduced from the recording track of the magneto-optical disk 1 by the so-called header time or the so-called subcode Q data. For example, in the case of 1/4 compression, the actual time information is obtained by multiplying by 4), and this is displayed on the display unit 9. At the time of recording, if absolute time information is recorded in advance on a recording track of a magneto-optical disk or the like (preformatted), the preformatted absolute time information is read and the data compression ratio is adjusted. By multiplying the reciprocal, the current position can be displayed by the actual recording time.
【0032】加えて、システムコントローラ57は、A
TC(Adaptive Transform Coding)PCMエンコーダ
63あるいは、ATCデコーダ73における暗号化、復
号化(平分化)の為に、キー入力操作部58による操作
入力情報により指定される暗号鍵の供給を行う。In addition, the system controller 57
For encryption and decryption (partialization) in the TC (Adaptive Transform Coding) PCM encoder 63 or the ATC decoder 73, an encryption key specified by operation input information from the key input operation unit 58 is supplied.
【0033】次に、この図2の光磁気ディスク記録再生
装置の記録系において、入力端子60からのアナログオ
ーディオ入力信号Ainがローパスフィルタ61を介して
A/D変換器62に供給され、このA/D変換器62は
上記アナログオーディオ入力信号Ainを量子化する。A
/D変換器62から得られたディジタルオーディオ信号
は、ATCエンコーダ63に供給される。また、入力端
子67からのディジタルオーディオ入力信号Dinがディ
ジタル入力インターフェース回路68を介してATCエ
ンコーダ63に供給される。ATCエンコーダ63は、
上記アナログオーディオ入力信号Ainを上記A/D変換
器62により量子化した所定転送速度のディジタルオー
ディオPCMデータについて、ビット圧縮(データ圧
縮)処理を行う。この際、システムコントローラ57よ
り、暗号鍵の制御に必要な情報がATCエンコーダ63
に供給される。ここではその圧縮率を4倍として説明す
るが、本実施の形態はこの倍率には依存しない構成とな
っており、応用例により任意に選択が可能である。Next, in the recording system of the magneto-optical disk recording / reproducing apparatus shown in FIG. 2, an analog audio input signal Ain from an input terminal 60 is supplied to an A / D converter 62 via a low-pass filter 61. The / D converter 62 quantizes the analog audio input signal Ain. A
The digital audio signal obtained from the / D converter 62 is supplied to the ATC encoder 63. The digital audio input signal Din from the input terminal 67 is supplied to the ATC encoder 63 via the digital input interface circuit 68. The ATC encoder 63 is
Bit compression (data compression) processing is performed on the digital audio PCM data at a predetermined transfer rate obtained by quantizing the analog audio input signal Ain by the A / D converter 62. At this time, information necessary for controlling the encryption key is transmitted from the system controller 57 to the ATC encoder 63.
Supplied to Here, the compression ratio is described as four times, but the present embodiment is configured not to depend on this magnification, and can be arbitrarily selected according to an application example.
【0034】次にメモリ64は、データの書き込み及び
読み出しがシステムコントローラ57により制御され、
ATCエンコーダ63から供給されるATCデータを一
時的に記憶しておき、必要に応じてディスク上に記録す
るためのバッファメモリとして用いられている。すなわ
ち、例えばATCエンコーダ63から供給される圧縮オ
ーディオデータは、そのデータ転送速度が、標準的なC
D−DAフォーマットのデータ転送速度(75セクタ/
秒)の1/4、すなわち18.75セクタ/秒に低減さ
れており、この圧縮データがメモリ14に連続的に書き
込まれる。この圧縮データ(ATCデータ)は、前述し
たように4セクタにつき1セクタの記録を行えば足りる
が、このような4セクタおきの記録は事実上不可能に近
いため、後述するようなセクタ連続の記録を行うように
している。この記録は、休止期間を介して、所定の複数
セクタ(例えば32セクタ+数セクタ)から成るクラス
タを記録単位として、標準的なCD−DAフォーマット
と同じデータ転送速度(75セクタ/秒)でバースト的
に行われる。すなわちメモリ14においては、上記ビッ
ト圧縮レートに応じた18.75(=75/4)セクタ
/秒の低い転送速度で連続的に書き込まれたATCオー
ディオデータが、記録データとして上記75セクタ/秒
の転送速度でバースト的に読み出される。この読み出さ
れて記録されるデータについて、記録休止期間を含む全
体的なデータ転送速度は、上記18.75セクタ/秒の
低い速度となっているが、バースト的に行われる記録動
作の時間内での瞬時的なデータ転送速度は上記標準的な
75セクタ/秒となっている。従って、ディスク回転速
度が標準的なCD−DAフォーマットと同じ速度(一定
線速度)のとき、該CD−DAフォーマットと同じ記録
密度、記憶パターンの記録が行われることになる。Next, writing and reading of data in the memory 64 are controlled by the system controller 57.
The ATC data supplied from the ATC encoder 63 is temporarily stored, and is used as a buffer memory for recording on a disk as needed. That is, for example, the compressed audio data supplied from the ATC encoder 63 has a standard C
Data transfer rate of D-DA format (75 sectors /
Second), that is, 18.75 sectors / second, and the compressed data is continuously written to the memory 14. As described above, it is sufficient for the compressed data (ATC data) to record one sector for every four sectors. However, such recording every four sectors is practically impossible. I try to keep a record. This recording is performed at intervals of the same data transfer rate (75 sectors / second) as a standard CD-DA format by using a cluster consisting of a plurality of predetermined sectors (for example, 32 sectors + several sectors) as a recording unit through a pause period. It is done on a regular basis. That is, in the memory 14, ATC audio data continuously written at a low transfer rate of 18.75 (= 75/4) sectors / second according to the bit compression rate is used as recording data. It is read out in bursts at the transfer speed. The overall data transfer rate of the read and recorded data, including the recording pause period, is as low as 18.75 sectors / sec, but within the time of the recording operation performed in bursts. The instantaneous data transfer rate in the above is the standard 75 sectors / second. Therefore, when the disk rotation speed is the same speed (constant linear speed) as the standard CD-DA format, the same recording density and storage pattern as those of the CD-DA format are recorded.
【0035】メモリ64から上記75セクタ/秒の(瞬
時的な)転送速度でバースト的に読み出されたATCオ
ーディオデータすなわち記録データは、エンコーダ65
に供給される。ここで、メモリ64からエンコーダ65
に供給されるデータ列において、1回の記録で連続記録
される単位は、複数セクタ(例えば32セクタ)から成
るクラスタ及び該クラスタの前後位置に配されたクラス
タ接続用の数セクタとしている。このクラスタ接続用セ
クタは、エンコーダ65でのインターリーブ長より長く
設定しており、インターリーブされても他のクラスタの
データに影響を与えないようにしている。ATC audio data, ie, recorded data, read from the memory 64 in a burst at the (instantaneous) transfer rate of 75 sectors / second is transferred to the encoder 65.
Supplied to Here, from the memory 64 to the encoder 65
In the data sequence supplied to the cluster, the unit continuously recorded in one recording is a cluster including a plurality of sectors (for example, 32 sectors) and several sectors for cluster connection arranged before and after the cluster. The cluster connection sector is set to be longer than the interleave length in the encoder 65, so that even if interleaved, data in other clusters is not affected.
【0036】エンコーダ65は、メモリ64から上述し
たようにバースト的に供給される記録データについて、
エラー訂正のための符号化処理(パリティ付加及びイン
ターリーブ処理)やEFM符号化処理などを施す。この
エンコーダ65による符号化処理の施された記録データ
が磁気ヘッド駆動回路66に供給される。この磁気ヘッ
ド駆動回路66は、磁気ヘッド54が接続されており、
上記記録データに応じた変調磁界を光磁気ディスク1に
印加するように磁気ヘッド54を駆動する。The encoder 65 performs the recording data supplied from the memory 64 in a burst manner as described above.
Encoding processing (parity addition and interleaving processing) for error correction, EFM encoding processing, and the like are performed. The recording data that has been subjected to the encoding process by the encoder 65 is supplied to the magnetic head drive circuit 66. The magnetic head drive circuit 66 is connected to the magnetic head 54,
The magnetic head 54 is driven so that a modulation magnetic field corresponding to the recording data is applied to the magneto-optical disk 1.
【0037】また、システムコントローラ57は、メモ
リ64に対する上述の如きメモリ制御を行うとともに、
このメモリ制御によりメモリ64からバースト的に読み
出される上記記録データを光磁気ディスク2の記録トラ
ックに連続的に記録するように記録位置の制御を行う。
この記録位置の制御は、システムコントローラ57によ
りメモリ64からバースト的に読み出される上記記録デ
ータの記録位置を管理して、光磁気ディスク1の記録ト
ラック上の記録位置を指定する制御信号をサーボ制御回
路56に供給することによって行われる。The system controller 57 controls the memory 64 as described above,
By this memory control, the recording position is controlled so that the recording data read out from the memory 64 in a burst manner is continuously recorded on the recording track of the magneto-optical disk 2.
The recording position is controlled by controlling the recording position of the recording data read in a burst from the memory 64 by the system controller 57 and transmitting a control signal for designating the recording position on the recording track of the magneto-optical disk 1 to a servo control circuit. 56.
【0038】次に、この光磁気ディスク記録再生ユニッ
トの再生系について説明する。この再生系は、上述の記
録系により光磁気ディスク1の記録トラック上に連続的
に記録された記録データを再生するためのものであり、
光学ヘッド53によって光磁気ディスク1の記録トラッ
クをレーザ光でトレースすることにより得られる再生出
力がRF回路55により2値化されて供給されるデコー
ダ71を備えている。この時光磁気ディスクのみではな
く、コンパクトディクス(CD)と同じ再生専用光ディ
スクの読み出しも行なうことができる。Next, the reproducing system of the magneto-optical disk recording / reproducing unit will be described. This reproducing system is for reproducing the recorded data continuously recorded on the recording tracks of the magneto-optical disk 1 by the recording system described above.
A decoder 71 is provided, in which a reproduction output obtained by tracing a recording track of the magneto-optical disk 1 with a laser beam by the optical head 53 is binarized by the RF circuit 55 and supplied. At this time, not only a magneto-optical disk but also a read-only optical disk similar to a compact disk (CD) can be read.
【0039】デコーダ71は、上述の記録系におけるエ
ンコーダ65に対応するものであって、RF回路55に
より2値化された再生出力について、エラー訂正のため
の上述の如き復号化処理やEFM復号化処理などの処理
を行いオーディオデータを、正規の転送速度よりも早い
75セクタ/秒の転送速度で再生する。このデコーダ7
1により得られる再生データは、メモリ72に供給され
る。The decoder 71 corresponds to the encoder 65 in the above-described recording system, and performs the above-described decoding processing for error correction and EFM decoding on the reproduced output binarized by the RF circuit 55. Processing such as processing is performed to reproduce audio data at a transfer rate of 75 sectors / sec, which is faster than the normal transfer rate. This decoder 7
1 is supplied to the memory 72.
【0040】メモリ72は、データの書き込み及び読み
出しがシステムコントローラ57により制御され、デコ
ーダ71から75セクタ/秒の転送速度で供給される再
生データがその75セクタ/秒の転送速度でバースト的
に書き込まれる。また、このメモリ72は、上記75セ
クタ/秒の転送速度でバースト的に書き込まれた上記再
生データが正規の75セクタ/秒の転送速度18.75
セクタ/秒で連続的に読み出される。In the memory 72, data writing and reading are controlled by the system controller 57, and reproduced data supplied from the decoder 71 at a transfer rate of 75 sectors / second is written in a burst at the transfer rate of 75 sectors / second. It is. Also, in the memory 72, the reproduced data written in a burst at the transfer rate of 75 sectors / second is a regular transfer rate of 18.75 of 75 sectors / second.
It is read continuously at sectors / second.
【0041】システムコントローラ57は、再生データ
をメモリ72に75セクタ/秒の転送速度で書き込むと
ともに、メモリ72から上記再生データを上記18.7
5セクタ/秒の転送速度で連続的に読み出すようなメモ
リ制御を行う。また、システムコントローラ57は、メ
モリ72に対する上述の如きメモリ制御を行うととも
に、このメモリ制御によりメモリ72からバースト的に
書き込まれる上記再生データを光磁気ディスク1の記録
トラックから連続的に再生するように再生位置の制御を
行う。この再生位置の制御は、システムコントローラ5
7によりメモリ72からバースト的に読み出される上記
再生データの再生位置を管理して、光磁気ディスク1も
しくは光ディスク1の記録トラック上の再生位置を指定
する制御信号をサーボ制御回路56に供給することによ
って行われる。The system controller 57 writes the reproduced data to the memory 72 at a transfer rate of 75 sectors / sec.
Memory control is performed such that data is read continuously at a transfer rate of 5 sectors / second. Further, the system controller 57 performs the above-described memory control on the memory 72, and reproduces the reproduction data written in a burst from the memory 72 by the memory control from the recording track of the magneto-optical disk 1 continuously. Control the playback position. This playback position control is performed by the system controller 5.
7 controls the reproduction position of the reproduction data read out from the memory 72 in a burst manner, and supplies a control signal specifying the reproduction position on the recording track of the magneto-optical disk 1 or the optical disk 1 to the servo control circuit 56. Done.
【0042】メモリ72から18.75セクタ/秒の転
送速度で連続的に読み出された再生データとして得られ
るATCオーディオデータは、ATCデコーダ73に供
給される。このATCデコーダ73は、システムコント
ローラ57より供給される暗号鍵を用いて暗号の復号化
を行い、且つ、ATCデータを4倍にデータ伸張(ビッ
ト伸張)することで16ビットのディジタルオーディオ
データを再生する。このATCデコーダ73からのディ
ジタルオーディオデータは、D/A変換器74に供給さ
れる。ATC audio data obtained as reproduction data continuously read from the memory 72 at a transfer rate of 18.75 sectors / sec is supplied to an ATC decoder 73. The ATC decoder 73 decrypts the encryption using the encryption key supplied from the system controller 57, and reproduces 16-bit digital audio data by expanding the ATC data by four times (bit expansion). I do. The digital audio data from the ATC decoder 73 is supplied to a D / A converter 74.
【0043】D/A変換器74は、ATCデコーダ73
から供給されるディジタルオーディオデータをアナログ
信号に変換して、アナログオーディオ出力信号Aout を
形成する。このD/A変換器74により得られるアナロ
グオーデイオ信号Aout は、ローパスフィルタ75を介
して出力端子76から出力される。The D / A converter 74 includes an ATC decoder 73
Is converted into an analog signal, and an analog audio output signal Aout To form The analog audio signal Aout obtained by the D / A converter 74 Is output from an output terminal 76 via a low-pass filter 75.
【0044】ところで、この図2のエンコーダ63に
は、上記図1に示したようなディジタル信号符号化装置
が用いられ、デコーダ73には、後述する図15に示す
ような本発明の実施の形態となるディジタル信号復号化
装置が用いられる。A digital signal encoding apparatus as shown in FIG. 1 is used for the encoder 63 in FIG. 2, and an embodiment of the present invention as shown in FIG. Is used.
【0045】ここで、図1に戻って、本発明の実施の形
態となるディジタル信号符号化装置及び方法における暗
号化技術を適用した高能率圧縮符号化について詳述す
る。すなわち、オーディオPCM信号等の入力ディジタ
ル信号を、帯域分割符号化(SBC)、適応変換符号化
(ATC)、適応ビット割当て及び暗号鍵を用いて暗号
化を施す各技術を用いて高能率符号化する技術について
説明する。Returning to FIG. 1, the high-efficiency compression encoding to which the encryption technique is applied in the digital signal encoding apparatus and method according to the embodiment of the present invention will be described in detail. That is, an input digital signal such as an audio PCM signal is subjected to high-efficiency encoding using techniques such as band division encoding (SBC), adaptive conversion encoding (ATC), adaptive bit allocation, and encryption using an encryption key. The following describes the technique to be performed.
【0046】図1に示す具体的な高能率符号化装置で
は、定常状態においては、入力ディジタル信号を複数の
周波数帯域に分割すると共に、最低域の隣接した2帯域
の帯域幅は同じで、より高い周波数帯域では高い周波数
帯域ほどバンド幅を広く選定し、各周波数帯域毎に直交
変換を行って、得られた周波数軸のスペクトルデータ
を、低域では、後述する人間の聴覚特性を考慮したいわ
ゆる臨界帯域幅(クリティカルバンド)毎に、中高域で
はブロックフローティング効率を考慮して臨界帯域幅を
細分化した帯域毎に、適応的にビット割当して符号化し
ている。通常このブロックが量子化雑音発生ブロックと
なる。このクリティカルバンドとは、人間の聴覚特性を
考慮して分割された周波数帯域であり、ある純音の周波
数近傍の同じ強さの狭帯域バンドノイズによって当該純
音がマスクされるときのそのノイズの持つ帯域のことで
ある。このクリティカルバンドは、高域ほど帯域幅が広
くなっており、上記0〜22kHZの全周波数帯域は例え
ば25のクリティカルバンドに分割されている。In the specific high-efficiency coding apparatus shown in FIG. 1, in the steady state, the input digital signal is divided into a plurality of frequency bands, and at the same time, the lowest two adjacent bands have the same bandwidth. In the high frequency band, the higher the frequency band, the wider the bandwidth is selected, the orthogonal transform is performed for each frequency band, and the obtained spectrum data on the frequency axis is used in the low frequency band. Bits are adaptively allocated and encoded for each critical bandwidth (critical band) and for each of the subdivided critical bandwidths in consideration of block floating efficiency in the middle and high ranges. Usually, this block is a quantization noise generating block. The critical band is a frequency band divided in consideration of human auditory characteristics, and a band of the noise when the pure sound is masked by a narrow band noise of the same strength near the frequency of the pure sound. That is. The bandwidth of this critical band increases as the frequency band increases, and the entire frequency band of 0 to 22 kHz is divided into, for example, 25 critical bands.
【0047】すなわち、図1において、入力端子200
には例えばサンプリング周波数が44.1kHzの時、
0〜22kHzのオーディオPCM信号が供給されてい
る。この入力信号は、例えばいわゆるQMFフィルタ等
の帯域分割フィルタ201により0〜11kHz帯域と
11kHz〜22kHz帯域とに分割され、0〜11k
Hz帯域の信号は同じくいわゆるQMFフィルタ等の帯
域分割フィルタ202により0〜5.5kHz帯域と
5.5kHz〜11kHz帯域とに分割される。帯域分
割フィルタ201からの11kHz〜22kHz帯域の
信号は直交変換回路の一例であるMDCT回路203に
送られ、帯域分割フィルタ202からの5. 5kHz〜
11kHz帯域の信号はMDCT回路204に送られ、
帯域分割フィルタ202からの0〜5.5kHz域の信
号はMDCT回路205に送られることにより、それぞ
れMDCT処理される。That is, in FIG.
For example, when the sampling frequency is 44.1 kHz,
An audio PCM signal of 0 to 22 kHz is supplied. This input signal is divided into a band of 0 to 11 kHz and a band of 11 kHz to 22 kHz by a band dividing filter 201 such as a so-called QMF filter.
The signal in the Hz band is also divided into a band of 0 to 5.5 kHz and a band of 5.5 kHz to 11 kHz by a band dividing filter 202 such as a so-called QMF filter. The signal in the band of 11 kHz to 22 kHz from the band division filter 201 is sent to the MDCT circuit 203 which is an example of the orthogonal transformation circuit, and the signal of 5.5 kHz to 22 kHz from the band division filter 202 is output.
The signal in the 11 kHz band is sent to the MDCT circuit 204,
The signals in the 0 to 5.5 kHz range from the band division filter 202 are sent to the MDCT circuit 205 to be subjected to MDCT processing.
【0048】ここで、上述した入力ディジタル信号を複
数の周波数帯域に分割する手法としてのQMFフィルタ
は、1976, R.E.Crochiere, Di
gital Coding of Speech In
Subbands, Bell Syst. Tec
h. J. Vol.55,No.8 1976に、述
べられている。また、ICASSP 83, Bost
on, Polyphase Quadrature
Filters − A New Subband C
oding Technique, Joseph
H. Rothweilerには等バンド幅のフィルタ
分割手法が述べられている。この他、種々の方法により
入力ディジタル信号を複数の周波数帯域に分割できる。Here, a QMF filter as a method for dividing the input digital signal into a plurality of frequency bands is described in 1976, R. E. FIG. Crochiere, Di
digital Coding of Speech In
Subbands, Bell Syst. Tec
h. J. Vol. 55, No. 8 1976. Also, ICASPSP 83, Bost
on, Polyphase Quadrature
Filters-A New Subband C
OddingTechnique, Joseph
H. Rothweiler describes an equal bandwidth filter division technique. In addition, the input digital signal can be divided into a plurality of frequency bands by various methods.
【0049】さらに、上述した直交変換としては、例え
ば、入力オーディオ信号を所定単位時間(フレーム)で
ブロック化し、当該ブロック毎に高速フーリエ変換(F
FT)、コサイン変換(DCT)、モディファイドDC
T変換(MDCT)等を行うことで時間軸を周波数軸に
変換するような直交変換がある。上記MDCTについて
は、ICASSP 1987, Subband/Transform Coding Using Fi
lter Bank Designs Based OnTime Domain Aliasing Can
cellation, J.P.Princen, A.B.Bradley, Univ. of Surr
ey Royal Melbourne Inst. Of Tech.に述べられてい
る。Further, as the above-described orthogonal transform, for example, an input audio signal is divided into blocks in a predetermined unit time (frame), and a fast Fourier transform (F
FT), cosine transform (DCT), modified DC
There is an orthogonal transformation that transforms a time axis into a frequency axis by performing a T transformation (MDCT) or the like. Regarding the above MDCT, ICASSP 1987, Subband / Transform Coding Using Fi
lter Bank Designs Based OnTime Domain Aliasing Can
cellation, JPPrincen, ABBradley, Univ. of Surr
ey Royal Melbourne Inst. Of Tech.
【0050】ここで、各MDCT回路203、204、
205に供給する各帯域毎のブロックについての標準的
な入力信号に対する具体例を図3に示す。この図3の具
体例においては、3つのフィルタ出力信号は、各帯域ご
とに独立に各々複数の直交変換ブロックサイズを持ち、
信号の時間特性、周波数分布等により時間分解能を切り
換えられる様にしている。信号が時間的に準定常的であ
る場合には、直交変換ブロックサイズを11.6mS、す
なわち、図3における(a)Long Mode と大きくし、信
号が非定常的である場合には、直交変換ブロックサイズ
を更に2分割、4分割とする。図3における(b)Shor
t Modeのように、すべてを4分割で2.9mSとする場合
や、図3における(c)Middle Mode A 、(d)Middle
Mode Bのように、一部を2分割で5.8mS、1部を4
分割で2.9mSの時間分解能とすることで、実際の複雑
な入力信号に適応するようになっている。この直交変換
ブロックサイズの分割は処理装置の規模が許せば、さら
に複雑な分割を行なうと、より効果的なことは明白であ
る。Here, each of the MDCT circuits 203, 204,
FIG. 3 shows a specific example of a standard input signal for a block for each band supplied to 205. In the specific example of FIG. 3, the three filter output signals each have a plurality of orthogonal transform block sizes independently for each band,
The time resolution can be switched according to the time characteristics and frequency distribution of the signal. If the signal is quasi-stationary in time, the orthogonal transform block size is increased to 11.6 ms, that is, (a) Long Mode in FIG. 3, and if the signal is non-stationary, the orthogonal transform The block size is further divided into two and four. (B) Shor in FIG.
As in the case of t Mode, when all are divided into 2.9 ms in four divisions, (c) Middle Mode A, (d) Middle Mode in FIG.
As in Mode B, one part is divided into 5.8mS and one part is divided into 4
The division at a time resolution of 2.9 ms adapts to an actual complex input signal. It is obvious that the division of the orthogonal transform block size is more effective if a more complicated division is performed if the scale of the processing device permits.
【0051】このブロックサイズの決定は図1における
ブロックサイズ決定回路206、207、208で決定
され、該当ブロックのブロックサイズ情報としてMDC
T回路203、204、205、適応ビット割当符合化
回路210、211、212及び、暗号化回路219、
220、221に伝送されると共に、直行変換の為の窓
関数(ウィンドウ形状)も決定され、MDCT回路20
3、204、205に伝送される。The block size is determined by the block size determination circuits 206, 207, and 208 in FIG.
T circuits 203, 204, 205, adaptive bit allocation coding circuits 210, 211, 212, and encryption circuit 219,
220 and 221, the window function (window shape) for orthogonal transformation is also determined, and the MDCT circuit 20
3, 204 and 205.
【0052】次に、図4に、ブロックサイズ決定回路の
一具体例の概略構成を表すブロック回路図を示す。ここ
では図1におけるブロック決定回路206を例に挙げて
説明する。図1におけるQMF201の出力のうち、1
1kHz〜22kHzの出力は図4における入力端子4
01を介してパワー算出回路404に送られる。さら
に、図1におけるQMF202の出力のうち、5.5k
Hz〜11kHzの出力は図4における入力端子402
を介してパワー算出回路405へ、0〜5.5kHzの
出力は図4における入力端子403を介してパワー算出
回路406へとそれぞれ送られる。Next, FIG. 4 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a specific example of the block size determining circuit. Here, the block determination circuit 206 in FIG. 1 will be described as an example. Of the outputs of the QMF 201 in FIG.
The output of 1 kHz to 22 kHz is input terminal 4 in FIG.
01 to the power calculation circuit 404. Further, among the outputs of the QMF 202 in FIG.
The output of Hz to 11 kHz is input terminal 402 in FIG.
To the power calculation circuit 405, and the output of 0 to 5.5 kHz is sent to the power calculation circuit 406 via the input terminal 403 in FIG.
【0053】また、図1におけるブロックサイズ決定回
路207、208は、図4における入力端子401、4
02、403へ入力される信号がブロックサイズ決定回
路206の場合と異なるだけで、動作は同一である。各
ブロックサイズ決定回路206、207、208におけ
るそれぞれの入力端子401、402、303はマトリ
クス構成となっており、すなわち、ブロックサイズ決定
回路207の入力端子401には図1におけるQMF2
02の5.5kHz〜11kHzの出力が接続されてお
り、同入力端子402には0〜5.5kHzの出力が接
続されている。ブロックサイズ決定回路208について
も、同様である。The block size determination circuits 207 and 208 shown in FIG. 1 correspond to the input terminals 401 and 4 shown in FIG.
The operation is the same, except that the signals input to 02 and 403 are different from those of the block size determination circuit 206. The input terminals 401, 402, and 303 in each of the block size determination circuits 206, 207, and 208 have a matrix configuration. That is, the input terminal 401 of the block size determination circuit 207 is
Outputs of 5.5 kHz to 11 kHz are connected to the input terminal 402, and outputs of 0 to 5.5 kHz are connected to the input terminal 402. The same applies to the block size determination circuit 208.
【0054】図4において、各パワー算出回路404、
405、406は、入力された時間波形を一定時間、積
分することによって、各周波数帯域のパワーを求めてい
る。この際、積分する時間幅は上述の直交変換ブロック
サイズのうち、最小時間ブロック以下である必要があ
る。また、上述の算出法以外、例えば直交変換ブロック
サイズの最小時間幅内の最大振幅の絶対値あるいは振幅
の平均値を代表パワーとして用いても同様の効果が得ら
れる。パワー算出回路404の出力は変化分抽出回路4
08及びパワー比較回路409に、パワー算出回路40
5、406の出力はパワー比較回路409にそれぞれ送
られる。変化分抽出回路408ではパワー算出回路40
4より送られたパワーの微係数を求めてパワーの変化情
報として、ブロックサイズ1次決定回路410及びメモ
リ407へ送る。In FIG. 4, each power calculation circuit 404,
Reference numerals 405 and 406 determine the power of each frequency band by integrating the input time waveform for a certain period of time. At this time, the time width for integration needs to be equal to or smaller than the minimum time block among the orthogonal transform block sizes described above. In addition to the above calculation method, the same effect can be obtained by using, for example, the absolute value or the average value of the maximum amplitude within the minimum time width of the orthogonal transform block size as the representative power. The output of the power calculation circuit 404 is the change extraction circuit 4
08 and the power comparison circuit 409
The outputs of 5, 406 are sent to a power comparison circuit 409, respectively. In the variation extraction circuit 408, the power calculation circuit 40
Then, a differential coefficient of the power sent from step 4 is obtained and sent to the block size primary determination circuit 410 and the memory 407 as power change information.
【0055】メモリ407では、変化分抽出回路408
より送られたパワーの変化情報を上述の直交変換ブロッ
クサイズの最大時間以上、蓄積する。これは時間的に隣
接する直交変換ブロックが直交変換の際のウィンドウ処
理により、互いに影響を与え合うため、時間的に隣接す
る1つ前のブロックのパワー変化情報をブロックサイズ
1次決定回路410において必要とするためである。In the memory 407, a change extraction circuit 408
The transmitted power change information is stored for the maximum time of the orthogonal transform block size or more. This is because the temporally adjacent orthogonal transform blocks mutually influence each other by window processing at the time of orthogonal transform, so that the power change information of the immediately preceding temporally adjacent block is determined by the block size primary determination circuit 410. It is necessary.
【0056】ブロックサイズ1次決定回路410では変
化分抽出回路408より送られた該当ブロックのパワー
変化情報とメモリ407より送られた時間的に隣接する
該当ブロックの1つ前のブロックのパワー変化情報をも
とに、該当する周波数帯域内のパワーの時間的変位から
該当する周波数帯域の直交変換ブロックサイズを決定す
る。この際、一定以上の変位が認められた場合、より時
間的に短い直交変換ブロックイサイズを選択するわけで
あるが、その変位点は固定でも効果は得られる。さらに
周波数に比例した値、すなわち、周波数が高い場合は大
きな変位によって時間的に短いブロックサイズとなり、
周波数が低い場合は、高い場合のそれに比べ小さな変位
で時間的に短いブロックサイズに決定されると、より効
果的である。この値はなめらかに変化することが望まし
いが、複数段階の階段状の変化であっても、構わない。
以上のように決定されたブロックサイズはブロックサイ
ズ修正回路411へ伝送される。In the block size primary determination circuit 410, the power change information of the corresponding block sent from the change extraction circuit 408 and the power change information of the block immediately before the temporally adjacent corresponding block sent from the memory 407. , The orthogonal transform block size of the corresponding frequency band is determined from the temporal displacement of the power in the corresponding frequency band. At this time, when a displacement equal to or more than a certain value is recognized, a shorter orthogonal transform block size is selected. However, even if the displacement point is fixed, the effect can be obtained. Furthermore, a value proportional to the frequency, that is, if the frequency is high, a large displacement results in a temporally short block size,
When the frequency is low, it is more effective if the block size is determined to be short in time with a small displacement as compared with the case where the frequency is high. This value desirably changes smoothly, but may be a stepwise change in a plurality of stages.
The block size determined as described above is transmitted to the block size correction circuit 411.
【0057】一方、パワー比較回路409において、各
パワー算出回路404、405、406より送られた各
周波数帯域のパワー情報を同時刻及び時間軸上でマスキ
ング効果の発生する時間幅で比較を行ない、パワー算出
回路404の出力周波数帯域に及ぼす他の周波数帯域の
影響を求め、ブロックサイズ修正回路411へ伝送す
る。ブロックサイズ修正回路411ではパワー比較回路
409より送られたマスキング情報及びディレイ群41
2、413、414の各タップから送られた過去のブロ
ックサイズ情報を基に、ブロックサイズ1次決定回路4
10より送られたブロックサイズをより時間的に長いブ
ロックサイズを選択するよう修正をかけ、ディレイ41
2及びウィンドウ形状決定回路415へ出力している。
ブロックサイズ修正回路411における作用は、該当周
波数帯域においてプリエコーが問題となる場合でも、他
の周波数帯域、特に該当周波数帯域より低い帯域におい
て、大きな振幅を持つ信号が存在した場合、そのマスキ
ング効果により、プリエコーが聴感上問題とならない、
あるいは問題が軽減される場合があるという特性を利用
している。On the other hand, in the power comparing circuit 409, the power information of each frequency band sent from each of the power calculating circuits 404, 405, and 406 is compared at the same time and the time width on which the masking effect occurs on the time axis. The influence of another frequency band on the output frequency band of the power calculation circuit 404 is obtained and transmitted to the block size correction circuit 411. In the block size correction circuit 411, the masking information and delay group 41 sent from the power comparison circuit 409
Block size primary determination circuit 4 based on past block size information sent from each of the taps 2, 413, and 414.
The block size sent from 10 is modified to select a longer block size, and the delay 41
2 and the window shape determination circuit 415.
The effect of the block size correction circuit 411 is that, even when a pre-echo is a problem in the relevant frequency band, if a signal having a large amplitude exists in another frequency band, particularly in a band lower than the relevant frequency band, the masking effect is obtained. Pre-echo does not cause a problem in hearing,
Alternatively, it utilizes the characteristic that the problem may be reduced.
【0058】なお、上記マスキングとは、人間の聴覚上
の特性により、ある信号によって他の信号がマスクされ
て聞こえなくなる現象をいうものであり、このマスキン
グ効果には、時間軸上のオーデイオ信号による時間軸マ
スキング効果と、周波数軸上の信号による同時刻マスキ
ング効果とがある。これらのマスキング効果により、マ
スキングされる部分にノイズがあったとしても、このノ
イズは聞こえないことになる。このため、実際のオーデ
イオ信号では、このマスキングされる範囲内のノイズは
許容可能なノイズとされる。The above-mentioned masking is a phenomenon in which a certain signal masks another signal and makes it inaudible due to human auditory characteristics. This masking effect is caused by an audio signal on a time axis. There are a time axis masking effect and a simultaneous masking effect by a signal on the frequency axis. Due to these masking effects, even if there is noise in the masked portion, this noise will not be heard. For this reason, in an actual audio signal, noise within the masked range is regarded as acceptable noise.
【0059】次に、ディレイ群412、413、414
では過去の直交変換ブロックサイズを順に記録してお
き、各タップ、すなわち、ディレイ群412、413、
414の出力より、ブロックサイズ決定回路411へ出
力している。同時に、ディレイ412の出力は出力端子
417へ、ディレイ群412、413の出力はウィンド
ウ形状決定回路415へ接続している。このディレイ群
412、413、414からの出力はブロックサイズ修
正回路411においてより長い時間幅でのブロックサイ
ズの変化を該当ブロックのブロックサイズの決定に役立
てる働き、例えば、過去頻繁により時間的に短いブロッ
クサイズが選択されている場合は、時間的に短いブロッ
クサイズの選択を増やし、過去において時間的に長いブ
ロックサイズの選択がなされてない場合においては、時
間的に長いブロックサイズの選択を増やす等の判断を可
能としている。なお、このディレイ群はウィンドウ決定
回路415及び出力端子417に必要なディレイ41
2、413を除けば、そのタップ数は装置の実際的な構
成、規模により増減させて用いられる場合もある。Next, the delay groups 412, 413, 414
Then, the past orthogonal transform block sizes are sequentially recorded, and each tap, that is, the delay groups 412, 413,
From the output of 414, it is output to the block size determination circuit 411. At the same time, the output of the delay 412 is connected to the output terminal 417, and the outputs of the delay groups 412 and 413 are connected to the window shape determination circuit 415. The outputs from the delay groups 412, 413, and 414 serve to use the block size correction circuit 411 to determine a change in the block size over a longer time period to determine the block size of the corresponding block. When the size is selected, the selection of the block size with a short time is increased, and when the block size with the long time is not selected in the past, the selection of the block size with a long time is increased. Judgment is possible. It should be noted that this delay group is a delay 41 necessary for the window determination circuit 415 and the output terminal
Except for 2,413, the number of taps may be increased or decreased depending on the actual configuration and scale of the device.
【0060】ウィンドウ形状決定回路415ではブロッ
クサイズ修正回路411の出力、すなわち、該当ブロッ
クの時間的に隣接する1つ後のブロックサイズととディ
レイ412の出力、すなわち、該当ブロックのブロック
サイズとディレイ413の出力、すなわち、該当ブロッ
クの時間的隣接する1つ前のブロックサイズとから、上
述の図1における各MDCT回路203、204、20
5において使用されるウィンドウの形状を決定し、出力
端子416へ出力する。図4における出力端子417、
すなわち、ブロックサイズ情報と出力端子416、すな
わち、ウィンドウ形状情報が、図1におけるブロックサ
イズ決定回路206、207、208の出力として各部
へ接続される。In the window shape determination circuit 415, the output of the block size correction circuit 411, that is, the output of the next succeeding block size of the relevant block and the delay 412, ie, the block size of the relevant block and the delay 413 , I.e., the size of the immediately preceding block adjacent to the corresponding block, from the MDCT circuits 203, 204, and 20 in FIG.
5 to determine the shape of the window to be used and output it to the output terminal 416. The output terminal 417 in FIG.
That is, the block size information and the output terminal 416, that is, the window shape information, are connected to each unit as outputs of the block size determination circuits 206, 207, and 208 in FIG.
【0061】ここで、ウィンドウ形状決定回路415に
おいて決定されるウィンドウの形状について説明する。
図5に、隣接するブロックとウィンドウの形状の様子の
具体例を示す。図5の(a)〜(c)より判るように、
図中点線及び実線で示すように直交変換に使用されるウ
ィンドウは時間的に隣接するブロックとの間で重複する
部分があり、本実施の形態では、隣接するブロックの中
心まで重複する形状を採用しているため、隣接するブロ
ックの直交変換サイズによりウィンドウの形状が変化す
る。Here, the window shape determined by the window shape determining circuit 415 will be described.
FIG. 5 shows a specific example of the shape of the adjacent block and window. As can be seen from FIGS. 5 (a) to 5 (c),
As shown by a dotted line and a solid line in the figure, the window used for the orthogonal transformation has a portion that overlaps with the temporally adjacent block, and in this embodiment, a shape that overlaps with the center of the adjacent block is adopted. Therefore, the shape of the window changes depending on the orthogonal transform size of the adjacent block.
【0062】図6には上記ウィンドウ形状の詳細の具体
例を示す。図6においてウィンドウ関数f(n)、g(n+N)
は次式(1)を満たす関数として与えられる。 f(n)×f(L-1-n)=g(n)×g(L-1-n) f(n)×f(n)+g(n)×g(n)=1 ・・・(1) 0≦n≦L−1 この式(1)におけるLは、隣接する変換ブロック長が
同一であればそのまま変換ブロック長となるが、隣接す
る変換ブロック長が異なる場合は、より短いほうの変換
ブロック長をLとし、より長い変換ブロック長をKとす
ると、ウィンドウが重複しない領域においては、次式
(2)として与えられる。 f(n)=g(n)=1 K≦n≦3K/2-L/2 f(n)=g(n)=0 3K/2+L≦n≦2K ・・・(2) この様にウィンドウの重複部分をできる限り長く取るこ
とにより、直交変換の際のスペクトルの周波数分解能を
良好なものとしている。FIG. 6 shows a specific example of the details of the window shape. In FIG. 6, window functions f (n) and g (n + N)
Is given as a function satisfying the following equation (1). f (n) × f (L-1-n) = g (n) × g (L-1-n) f (n) × f (n) + g (n) × g (n) = 1 (1) 0 ≦ n ≦ L−1 L in the equation (1) is the conversion block length as long as the adjacent conversion block lengths are the same, but is shorter if the adjacent conversion block lengths are different. Let L be the conversion block length and K be the longer conversion block length in a region where windows do not overlap, given by the following equation (2). f (n) = g (n) = 1 K ≦ n ≦ 3K / 2−L / 2 f (n) = g (n) = 0 3K / 2 + L ≦ n ≦ 2K (2) By making the overlapping portion of the window as long as possible, the frequency resolution of the spectrum at the time of orthogonal transformation is improved.
【0063】以上の説明から明らかな様に、直交変換に
使用するウィンドウの形状は時間的に連続する3ブロッ
ク分の直交変換サイズが確定した後、決定される。従っ
て、図4における入力端子401、402、403から
入力される信号のブロックと出力端子416、417か
ら出力される信号のブロックは本実施の形態において1
ブロック分の差異を生じている。As is apparent from the above description, the shape of the window used for the orthogonal transform is determined after the orthogonal transform size of three temporally continuous blocks is determined. Therefore, the block of the signal input from the input terminals 401, 402 and 403 and the block of the signal output from the output terminals 416 and 417 in FIG.
There is a difference for blocks.
【0064】また、図4におけるパワー算出回路40
5、406及びパワー比較回路409を省略しても図1
におけるブロックサイズ決定回路206、207、20
8を構成することは可能である。さらに、ウィンドウの
形状を直交変換ブロックの取りうる時間的に最小のブロ
ックサイズに固定することによってその種類を1種類と
し、図4におけるディレイ群412、413、414及
びブロックサイズ修正回路411ならびにウィンドウ形
状決定回路415を省略して構成することも可能であ
る。特に、処理時間の遅延を好まない応用例においては
上述の省略により遅延の少ない構成となり、有効に作用
する。The power calculation circuit 40 shown in FIG.
5 and 406 and the power comparison circuit 409 are omitted in FIG.
Block size determination circuits 206, 207, and 20
8 is possible. Further, by fixing the shape of the window to the smallest temporal block size that the orthogonal transform block can take, the type is made one, and the delay groups 412, 413, and 414, the block size correction circuit 411, and the window shape shown in FIG. It is also possible to omit the determination circuit 415. Particularly, in an application example in which a delay in the processing time is not desired, the above-described omission causes a configuration with a small delay, which effectively operates.
【0065】再び、図1において、各MDCT回路20
3、204、205にてMDCT処理されて得られた周
波数軸上のスペクトルデータあるいはMDCT係数デー
タは、適応ビット割当符号化回路210、211、21
3、及びビット配分算出回路209に伝送される。Referring again to FIG. 1, each MDCT circuit 20
The spectrum data or MDCT coefficient data on the frequency axis obtained by the MDCT processing in 3, 204 and 205 are applied to adaptive bit allocation coding circuits 210, 211 and 21.
3 and transmitted to the bit allocation calculation circuit 209.
【0066】ビット配分算出回路209は、前述のクリ
ティカルバンドを考慮して分割されたスペクトルデータ
に基づき、いわゆるマスキング効果等を考慮してクリテ
ィカルバンドを考慮した各分割帯域毎のマスキング量を
求め、このマスキング量とクリティカルバンドを考慮し
た各分割帯域毎のエネルギあるいはピーク値等に基づい
て、各帯域毎に割当ビット数を求め、適応ビット割当符
号化回路210、211、212へ伝送している。適応
ビット割当符号化回路210、211、212では各帯
域毎に割り当てられたビット数に応じて各スペクトルデ
ータ(あるいはMDCT係数データ)を量子化してい
る。このようにして符号化されたデータは、暗号化回路
219、220、221に送られる。The bit allocation calculation circuit 209 obtains a masking amount for each divided band in consideration of the critical band based on the spectrum data divided in consideration of the above-described critical band, in consideration of a so-called masking effect. The number of bits to be allocated is determined for each band based on the energy or the peak value of each divided band in consideration of the masking amount and the critical band, and is transmitted to the adaptive bit allocation encoding circuits 210, 211, and 212. The adaptive bit allocation encoding circuits 210, 211, and 212 quantize each spectrum data (or MDCT coefficient data) according to the number of bits allocated to each band. The data thus encoded is sent to the encryption circuits 219, 220, 221.
【0067】次に、図7は上記ビット割当算出回路20
9の一具体例の概略構成を示すブロック回路図である。
この図7を用いてビット割当算出回路の作用について説
明する。Next, FIG. 7 shows the bit allocation calculating circuit 20.
9 is a block circuit diagram illustrating a schematic configuration of one specific example of Ninth Embodiment 9. FIG.
The operation of the bit allocation calculation circuit will be described with reference to FIG.
【0068】この図7において、入力端子701には、
図1におけるMDCT回路203、204、205から
の周波数軸上のスペクトルデータあるいはMDCT係数
データが供給されている。この周波数軸上の入力データ
は、帯域毎のエネルギ算出回路702に送られて、上記
マスキング量とクリティカルバンド及びブロックフロー
ティングを考慮した各分割帯域のエネルギーが、例えば
当該バンド内での各振幅値の総和を計算すること等によ
り求められる。この各バンド毎のエネルギの代わりに、
振幅値のピーク値、平均値等が用いられることもある。
このエネルギ算出回路702からの出力として、例えば
各バンドの総和値のスペクトルを図8にSBとして示し
ている。ただし、この図8では、図示を簡略化するた
め、上記マスキング量とクリティカルバンド及びブロッ
クフローティングを考慮した分割帯域数を12バンド
(B1 〜B12)で表現している。In FIG. 7, an input terminal 701 has
Spectral data on the frequency axis or MDCT coefficient data is supplied from the MDCT circuits 203, 204, and 205 in FIG. The input data on the frequency axis is sent to the energy calculation circuit 702 for each band, and the energy of each divided band in consideration of the masking amount and the critical band and block floating is, for example, the amplitude of each amplitude value in the band. It is obtained by calculating the sum. Instead of this energy for each band,
A peak value, an average value, or the like of the amplitude value may be used.
As an output from the energy calculation circuit 702, for example, the spectrum of the sum of each band is shown as SB in FIG. However, in FIG. 8, for simplicity of illustration, the number of divided bands in consideration of the masking amount, the critical band, and the block floating is represented by 12 bands (B 1 to B 12 ).
【0069】ここで、上記スペクトルSBのいわゆるマ
スキングに於ける影響を考慮するために、該スペクトル
SBに所定の重み付け関数を掛けて加算するような畳込
み(コンボリユーション)処理を施す。このため、上記
帯域毎のエネルギ算出回路702の出力すなわち該スペ
クトルSBの各値は、畳込みフイルタ回路703に送ら
れる。該畳込みフイルタ回路703は、例えば、入力デ
ータを順次遅延させる複数の遅延素子と、これら遅延素
子からの出力にフイルタ係数(重み付け関数)を乗算す
る複数の乗算器(例えば各バンドに対応する25個の乗
算器)と、各乗算器出力の総和をとる総和加算器とから
構成されるものである。この畳込み処理により、図8中
点線で示す部分の総和がとられる。Here, in order to consider the influence of the spectrum SB on so-called masking, a convolution (convolution) process is performed in which the spectrum SB is multiplied by a predetermined weighting function and added. Therefore, the output of the energy calculation circuit 702 for each band, that is, each value of the spectrum SB, is sent to the convolution filter circuit 703. The convolution filter circuit 703 includes, for example, a plurality of delay elements for sequentially delaying input data and a plurality of multipliers (for example, 25 corresponding to each band) for multiplying an output from these delay elements by a filter coefficient (weighting function). Multipliers) and a sum adder for summing the outputs of the multipliers. By this convolution processing, the sum of the parts indicated by the dotted lines in FIG. 8 is obtained.
【0070】ここで、上記畳込みフイルタ回路703の
各乗算器の乗算係数(フイルタ係数)の一具体例を示す
と、任意のバンドに対応する乗算器Mの係数を1とする
とき、乗算器M−1で係数0.15を、乗算器M−2で
係数0.0019を、乗算器M−3で係数0.0000
086を、乗算器M+1で係数0.4を、乗算器M+2
で係数0.06を、乗算器M+3で係数0.007を各
遅延素子の出力に乗算することにより、上記スペクトル
SBの畳込み処理が行われる。ただし、Mは1〜25の
任意の整数である。Here, a specific example of the multiplication coefficient (filter coefficient) of each multiplier of the convolution filter circuit 703 will be described. When the coefficient of the multiplier M corresponding to an arbitrary band is 1, M-1 has a coefficient of 0.15, multiplier M-2 has a coefficient of 0.0019, and multiplier M-3 has a coefficient of 0.00000.
086, a coefficient 0.4 by a multiplier M + 1, and a multiplier M + 2
Is multiplied by the coefficient 0.06 by the multiplier M + 3 and the coefficient 0.007 by the multiplier M + 3, thereby performing the convolution processing of the spectrum SB. Here, M is an arbitrary integer of 1 to 25.
【0071】次に、上記畳込みフイルタ回路703の出
力は引算器704に送られる。該引算器704は、上記
畳込んだ領域での後述する許容可能なノイズレベルに対
応するレベルαを求めるものである。なお、当該許容可
能なノイズレベル(許容ノイズレベル)に対応するレベ
ルαは、後述するように、逆コンボリユーション処理を
行うことによって、クリテイカルバンドの各バンド毎の
許容ノイズレベルとなるようなレベルである。ここで、
上記引算器704には、上記レベルαを求めるための許
容関数(マスキングレベルを表現する関数)が供給され
る。この許容関数を増減させることで上記レベルαの制
御を行っている。当該許容関数は、次に説明するような
(n−ai)関数発生回路705から供給されているも
のである。Next, the output of the convolution filter circuit 703 is sent to a subtractor 704. The subtractor 704 calculates a level α corresponding to an allowable noise level described later in the convolved area. The level α corresponding to the permissible noise level (permissible noise level) becomes an allowable noise level for each of the critical bands by performing inverse convolution processing as described later. Level. here,
The subtractor 704 is supplied with an allowance function (a function expressing a masking level) for obtaining the level α. The level α is controlled by increasing or decreasing the allowable function. The permissible function is supplied from the (n-ai) function generation circuit 705 described below.
【0072】すなわち、許容ノイズレベルに対応するレ
ベルαは、クリテイカルバンドのバンドの低域から順に
与えられる番号をiとすると、次の(3)式で求めるこ
とができる。 α=S−(n−ai) ・・・(3) この(3)式において、n,aは定数でa>0、Sは畳
込み処理されたバークスペクトルの強度であり、(3)
式中(n−ai)が許容関数となる。本実施の形態で
は、 n=38,a=1 ・・・(4) としており、この時の音質劣化はなく、良好な符号化が
行えた。That is, the level α corresponding to the allowable noise level can be obtained by the following equation (3), where i is a number sequentially given from the lower band of the critical band. α = S− (n−ai) (3) In the equation (3), n and a are constants, a> 0, S is the intensity of the convolution-processed bark spectrum, and (3)
In the expression, (n-ai) is the allowable function. In the present embodiment, n = 38, a = 1 (4), and there was no sound quality deterioration at this time, and good coding was performed.
【0073】このようにして、上記レベルαが求めら
れ、このデータは、割算器706に伝送される。当該割
算器706では、上記畳込みされた領域での上記レベル
αを逆コンボリユーションするためのものである。した
がって、この逆コンボリユーション処理を行うことによ
り、上記レベルαからマスキングスペクトルが得られる
ようになる。すなわち、このマスキングスペクトルが許
容ノイズスペクトルとなる。なお、上記逆コンボリユー
ション処理は、複雑な演算を必要とするが、本実施の形
態では簡略化した割算器706を用いて逆コンボリユー
ションを行っている。Thus, the level α is obtained, and this data is transmitted to the divider 706. The divider 706 is for performing inverse convolution of the level α in the convolved region. Therefore, by performing this inverse convolution processing, a masking spectrum can be obtained from the level α. That is, this masking spectrum becomes an allowable noise spectrum. Although the above inverse convolution processing requires a complicated operation, the inverse convolution is performed using the simplified divider 706 in this embodiment.
【0074】次に、上記マスキングスペクトルは、合成
回路707を介して減算器708に伝送される。ここ
で、当該減算器708には、上記帯域毎のエネルギ検出
回路702からの出力、すなわち前述したスペクトルS
Bが、遅延回路709を介して供給されている。したが
って、この減算器708で上記マスキングスペクトルと
スペクトルSBとの減算演算が行われることで、図9示
すように、上記スペクトルSBは、該マスキングスペク
トルMSのレベルで示すレベル以下がマスキングされる
ことになる。Next, the masking spectrum is transmitted to a subtractor 708 via a synthesis circuit 707. Here, the output from the energy detection circuit 702 for each band, that is, the spectrum S
B is supplied via a delay circuit 709. Accordingly, the subtraction operation of the masking spectrum and the spectrum SB is performed by the subtracter 708, so that the spectrum SB is masked below the level indicated by the level of the masking spectrum MS as shown in FIG. Become.
【0075】当該減算器708からの出力は、許容雑音
補正回路710を介し、出力端子711を介して取り出
され、例えば割当てビツト数情報が予め記憶されたRO
M等(図示せず)に送られる。このROM等は、上記減
算回路708から許容雑音補正回路710を介して得ら
れた出力(上記各バンドのエネルギと上記ノイズレベル
設定手段の出力との差分のレベル)に応じ、各バンド毎
の割当ビツト数情報を出力する。この割当ビツト数情報
が図1における適応ビット割当符号化回路210、21
1、212に送られることで、図1におけるMDCT回
路203、204、205からの周波数軸上の各スペク
トルデータがそれぞれのバンド毎に割り当てられたビツ
ト数で量子化されるわけである。The output from the subtracter 708 is taken out via an allowable noise correction circuit 710 and an output terminal 711. For example, an RO in which information on the number of bits to be allocated is stored in advance.
M and the like (not shown). The ROM or the like assigns each band according to the output (the level of the difference between the energy of each band and the output of the noise level setting means) obtained from the subtraction circuit 708 via the allowable noise correction circuit 710. Outputs bit number information. This information on the number of allocated bits is used as the adaptive bit allocation coding circuits 210 and 21 in FIG.
1 and 212, each spectrum data on the frequency axis from the MDCT circuits 203, 204 and 205 in FIG. 1 is quantized by the number of bits assigned to each band.
【0076】すなわち要約すれば、図1における適応ビ
ット割当符号化回路210、211、212では、上記
マスキング量とクリテイカルバンド及びブロックフロー
ティングを考慮した各分割帯域のエネルギと上記ノイズ
レベル設定手段の出力との差分のレベルに応じて割当て
られたビツト数で上記各バンド毎のスペクトルデータを
量子化することになる。なお、図7における遅延回路7
09は上記合成回路707以前の各回路での遅延量を考
慮してエネルギ検出回路702からのスペクトルSBを
遅延させるために設けられている。That is, in summary, in the adaptive bit allocation coding circuits 210, 211 and 212 shown in FIG. Then, the spectrum data for each band is quantized by the number of bits allocated according to the level of the difference from the above. Note that the delay circuit 7 in FIG.
Reference numeral 09 is provided to delay the spectrum SB from the energy detection circuit 702 in consideration of the amount of delay in each circuit before the synthesis circuit 707.
【0077】ところで、上述した合成回路707での合
成の際には、最小可聴カーブ発生回路712から供給さ
れる図9に示すような人間の聴覚特性であるいわゆる最
小可聴カーブRCを示すデータと、上記マスキングスペ
クトルMSとを合成することができる。この最小可聴カ
ーブにおいて、雑音絶対レベルがこの最小可聴カーブ以
下ならば該雑音は聞こえないことになる。この最小可聴
カーブは、コーデイングが同じであっても例えば再生時
の再生ボリユームの違いで異なるものとなるが、現実的
なデジタルシステムでは、例えば16ビツトダイナミツ
クレンジへの音楽のはいり方にはさほど違いがないの
で、例えば4kHz付近の最も耳に聞こえやすい周波数
帯域の量子化雑音が聞こえないとすれば、他の周波数帯
域ではこの最小可聴カーブのレベル以下の量子化雑音は
聞こえないと考えられる。したがって、このように例え
ばシステムの持つワードレングスの4kHz付近の雑音
が聞こえない使い方をすると仮定し、この最小可聴カー
ブRCとマスキングスペクトルMSとを共に合成するこ
とで許容ノイズレベルを得るようにすると、この場合の
許容ノイズレベルは、図10中の斜線で示す部分までと
することができるようになる。なお、本実施の形態で
は、上記最小可聴カーブの4kHzのレベルを、例えば
20ビツト相当の最低レベルに合わせている。また、こ
の図10は、信号スペクトルSSも同時に示している。By the way, at the time of synthesizing by the synthesizing circuit 707, data indicating a so-called minimum audible curve RC which is a human auditory characteristic as shown in FIG. The masking spectrum MS can be synthesized. At this minimum audible curve, if the absolute noise level is below this minimum audible curve, the noise will not be heard. This minimum audible curve will be different depending on the reproduction volume at the time of reproduction, for example, even if the coding is the same, but in a realistic digital system, for example, when music is entered into the 16-bit dynamic range, Since there is not much difference, if quantization noise in the most audible frequency band around 4 kHz is not heard, for example, it is considered that quantization noise below the level of the minimum audible curve is not heard in other frequency bands. . Therefore, assuming that the system is used so that noise around 4 kHz of the word length of the system cannot be heard, and an allowable noise level is obtained by synthesizing the minimum audible curve RC and the masking spectrum MS together, In this case, the allowable noise level can be up to the shaded portion in FIG. In the present embodiment, the 4 kHz level of the minimum audible curve is adjusted to the lowest level corresponding to, for example, 20 bits. FIG. 10 also shows the signal spectrum SS.
【0078】また、上記許容雑音補正回路710では、
補正情報出力回路713から送られてくる例えば等ラウ
ドネスカーブの情報に基づいて、上記減算器708から
の出力における許容雑音レベルを補正し、出力端子71
1を介して、図1における暗号化回路219、220、
221に伝送している。ここで、等ラウドネスカーブと
は、人間の聴覚特性に関する特性曲線であり、例えば1
kHzの純音と同じ大きさに聞こえる各周波数での音の
音圧を求めて曲線で結んだもので、ラウドネスの等感度
曲線とも呼ばれる。またこの等ラウドネス曲線は、図1
0に示した最小可聴カーブRCと略同じ曲線を描くもの
である。この等ラウドネス曲線においては、例えば4k
Hz付近では1kHzのところより音圧が8〜10dB
下がっても1kHzと同じ大きさに聞こえ、逆に、50
Hz付近では1kHzでの音圧よりも約15dB高くな
いと同じ大きさに聞こえない。このため、上記最小可聴
カーブのレベルを越えた雑音(許容ノイズレベル)は、
該等ラウドネス曲線に応じたカーブで与えられる周波数
特性を持つようにするのが良いことがわかる。このよう
なことから、上記等ラウドネス曲線を考慮して上記許容
ノイズレベルを補正することは、人間の聴覚特性に適合
していることがわかる。In the allowable noise correction circuit 710,
The allowable noise level in the output from the subtractor 708 is corrected based on, for example, information on the equal loudness curve sent from the correction information output circuit 713, and the output terminal 71
1 via the encryption circuits 219, 220,
221. Here, the equal loudness curve is a characteristic curve relating to human auditory characteristics, for example, 1
The sound pressure of sound at each frequency that sounds as loud as the pure tone of kHz is obtained and connected by a curve, and is also called a loudness iso-sensitivity curve. This equal loudness curve is shown in FIG.
It draws substantially the same curve as the minimum audible curve RC shown in FIG. In this equal loudness curve, for example, 4k
In the vicinity of 1 Hz, the sound pressure is 8 to 10 dB from 1 kHz
Even if it goes down, it sounds as big as 1 kHz,
In the vicinity of Hz, the sound cannot be heard at the same level unless it is higher than the sound pressure at 1 kHz by about 15 dB. Therefore, the noise exceeding the level of the minimum audible curve (allowable noise level)
It can be seen that it is better to have a frequency characteristic given by a curve corresponding to the equal loudness curve. From this, it can be seen that correcting the allowable noise level in consideration of the equal loudness curve is suitable for human auditory characteristics.
【0079】さらに、補正情報出力回路713では、上
記適応ビット割当符号化回路210、211、212に
おける量子化の際の出力情報量(データ量)の検出出力
と、最終符号化データのビツトレート目標値との間の誤
差の情報に基づいて、上記許容ノイズレベルを補正する
ようにしいる。これは、全てのビツト割当単位ブロツク
に対して予め一時的な適応ビツト割当を行って得られた
総ビツト数が、最終的な符号化出力データのビツトレー
トによって定まる一定のビツト数(目標値)に対して誤
差を持つことがあり、その誤差分を0とするように再度
ビツト割当をするものである。すなわち、目標値よりも
総割当ビツト数が少ないときには、差のビツト数を各単
位ブロツクに割り振って付加するようにし、目標値より
も総割当ビツト数が多いときには、差のビツト数を各単
位ブロツクに割り振って削るように作用する。Further, the correction information output circuit 713 detects the output information amount (data amount) at the time of quantization in the adaptive bit allocation encoding circuits 210, 211 and 212, and outputs the bit rate target value of the final encoded data. The permissible noise level is corrected based on the information on the error between the two. This is because the total number of bits obtained by previously performing temporary adaptive bit allocation for all the bit allocation unit blocks becomes a fixed number of bits (target value) determined by the bit rate of the final encoded output data. In some cases, there is an error, and bit allocation is performed again so that the error is set to zero. That is, when the total number of allocated bits is smaller than the target value, the number of difference bits is allocated to each unit block and added. It works by allocating to and shaving.
【0080】以上のような動作を行なうため、上記総割
当ビツト数の上記目標値からの誤差を検出し、この誤差
データに応じて補正情報出力回路713が各割当ビツト
数を補正するための補正データを出力する。ここで、上
記誤差データがビツト数不足を示す場合は、上記単位ブ
ロツク当たり多くのビツト数が使われることで上記デー
タ量が上記目標値よりも多くなっている場合を考えるこ
とができる。また、上記誤差データが、ビツト数余りを
示すデータとなる場合は、上記単位ブロツク当たり少な
いビツト数で済み、上記データ量が上記目標値よりも少
なくなっている場合を考えることができる。したがっ
て、上記補正情報出力回路713からは、この誤差デー
タに応じて、上記減算器708からの出力における許容
ノイズレベルを、例えば上記等ラウドネス曲線の情報デ
ータに基づいて補正させるための上記補正値のデータが
出力されるようになる。上述のような補正値が、上記許
容雑音補正回路710に伝送されることで、上記減算器
708からの許容ノイズレベルが補正されるようにな
る。In order to perform the above operation, an error in the total number of allocated bits from the target value is detected, and a correction information output circuit 713 corrects each number of allocated bits in accordance with the error data. Output data. Here, when the error data indicates that the number of bits is insufficient, it is possible to consider a case where the data amount is larger than the target value by using a large number of bits per unit block. When the error data is data indicating the surplus of bits, it is possible to consider a case where the number of bits per unit block is small and the data amount is smaller than the target value. Therefore, from the correction information output circuit 713, according to the error data, the allowable noise level in the output from the subtracter 708 is corrected based on, for example, the equal loudness curve information data. Data will be output. By transmitting the correction value as described above to the allowable noise correction circuit 710, the allowable noise level from the subtractor 708 is corrected.
【0081】以上説明したようなシステムでは、メイン
情報として直交変換出力スペクトを量子化処理したデ−
タとサブ情報として量子化の語長を示すワ−ドレングス
と直行変換のブロックサイズが得られ、図1における暗
号化回路219、220、221、223、224、2
25に送られている。In the system described above, data obtained by quantizing the orthogonal transform output spectrum as main information is used.
The word length indicating the word length of the quantization and the block size of the orthogonal transform are obtained as the data and the sub information, and the encryption circuits 219, 220, 221, 223, 224, and 2 in FIG.
25.
【0082】再び図1において、暗号化回路219は適
応ビット割当符合化回路210より伝送される直行変換
されたスペクトルないし、MDCT処理された係数を量
子化したデータと量子化の語長を示すワードレングスを
暗号鍵制御回路222より伝送される暗号化の為のデー
タ、いわゆる暗号鍵を用いて暗号化し、出力端子213
に出力している。In FIG. 1 again, the encryption circuit 219 includes a spectrum obtained by orthogonally transforming the spectrum transmitted from the adaptive bit assignment coding circuit 210 or data obtained by quantizing coefficients subjected to MDCT processing and a word indicating the word length of quantization. The length is encrypted using data for encryption transmitted from the encryption key control circuit 222, that is, a so-called encryption key, and the output terminal 213 is used.
Output to
【0083】暗号化回路223はブロック決定回路20
6より伝送される直行変換のブロックサイズ情報を暗号
鍵制御回路222より伝送される暗号化の為のデータ、
いわゆる暗号鍵を用いて暗号化し、出力端子216に出
力している。The encryption circuit 223 includes the block determination circuit 20
6, the block size information for the orthogonal transformation transmitted from the encryption key control circuit 222,
The data is encrypted using a so-called encryption key and output to the output terminal 216.
【0084】同様に、暗号化回路220は適応ビット割
当符合化回路211、暗号鍵制御回路222より、暗号
化回路221は適応ビット割当符合化回路212、暗号
鍵制御回路222より、暗号化回路224はブロック決
定回路207、暗号鍵制御回路222より、暗号化回路
225はブロック決定回路208、暗号鍵制御回路22
2より、データを受け取り、出力端子214、215、
217及び218にそれぞれ出力している。Similarly, the encryption circuit 220 uses the adaptive bit allocation coding circuit 211 and the encryption key control circuit 222, and the encryption circuit 221 uses the adaptive bit allocation coding circuit 212 and the encryption key control circuit 222 to generate the encryption circuit 224. Is from the block determination circuit 207 and the encryption key control circuit 222, and the encryption circuit 225 is the block determination circuit 208 and the encryption key control circuit 22.
2, and receives data from output terminals 214, 215,
217 and 218, respectively.
【0085】次に、図11は上記暗号化回路210、2
11、212、223、224、225の一具体例の概
略構成を示すブロック回路図である。この図11を用い
て暗号化回路の作用について説明する。Next, FIG. 11 shows the encryption circuits 210, 2
It is a block circuit diagram which shows the schematic structure of one specific example of 11,212,223,224,225. The operation of the encryption circuit will be described with reference to FIG.
【0086】図11は56ビットの暗号鍵を用いて、6
4ビット毎に入力されたデータを16段処理して暗号化
している。図11における入力端子301は、図1にお
ける適応ビット割当符合化回路210、211、212
又は、ブロック決定回路206、207、208の出力
に接続しており、適応ビット割当符合化回路210、2
11、212より伝送される直行変換されたスペクトル
ないし、MDCT処理された係数を量子化したデータと
量子化の語長を示すワードレングス又は、ブロック決定
回路206、207、208より伝送される直行変換の
ブロックサイズ情報が伝送される。入力端子301より
入力されたデータは、初期転値回路302によりビット
の順序が入れ換えられた後、左右32ビットづつに分割
される。続いてこの右32ビットx1は、F関数回路3
03で処理された後、左32ビットと排他的論理和回路
319で排他的論理和され、左右の32ビットが入れ換
えられて、次段に送られる。以下、同様の処理を16段
繰り返す事で暗号化の処理を行っている。16段の処理
が終了した左右32ビットのデータは、初期転置回路3
02の逆関数で構成される最終転置回路335にてビッ
トの順を入れ換えられて、暗号文となり、出力端子33
6より出力される。FIG. 11 shows a 6-bit encryption key using a 56-bit encryption key.
Data input every 4 bits is encrypted by performing 16-stage processing. The input terminal 301 in FIG. 11 is connected to the adaptive bit allocation encoding circuits 210, 211, 212 in FIG.
Alternatively, it is connected to the outputs of the block decision circuits 206, 207 and 208, and the adaptive bit allocation encoding circuits 210 and 2
11 or 212, orthogonally transformed spectrum or data obtained by quantizing coefficients subjected to MDCT processing and word length indicating the word length of quantization, or orthogonal transformation transmitted from block determination circuits 206, 207 and 208. Is transmitted. The data input from the input terminal 301 is divided into left and right 32 bits at a time after the order of the bits is changed by the initial value conversion circuit 302. Subsequently, the right 32 bits x1 are stored in the F function circuit 3
After being processed in 03, the left 32 bits are XORed with the exclusive OR circuit 319, and the left and right 32 bits are exchanged and sent to the next stage. Hereinafter, the encryption process is performed by repeating the same process 16 times. The 32-bit left and right data after the completion of the 16-stage processing is transferred to the initial transposition circuit 3
02 is replaced by a final transposition circuit 335 composed of an inverse function of the output terminal
6 is output.
【0087】また、図11における入力端子338は、
図1における暗号鍵制御回路222の出力に接続されて
おり、暗号化の為のいわゆる暗号鍵が入力される。この
暗号鍵は、本実施の形態では56ビットの語長を持つも
のとしている。この入力端子338より入力された56
ビットの暗号鍵は、鍵スケジュール部337において5
6ビットを768ビットに拡大され、各段につき48ビ
ットづつ各F関数回路303〜318に転送される。The input terminal 338 in FIG.
It is connected to the output of the encryption key control circuit 222 in FIG. 1 and receives a so-called encryption key for encryption. In this embodiment, this encryption key has a word length of 56 bits. 56 input from the input terminal 338
The key encryption unit 337 generates a 5-bit encryption key
Six bits are expanded to 768 bits, and are transferred to each of the F function circuits 303 to 318 by 48 bits for each stage.
【0088】ここで図12は図11におけるF関数回路
303〜318の一具体例の概略構成を示すブロック回
路図である。この図12を用いてF関数回路の作用につ
いて説明する。FIG. 12 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of one specific example of the F function circuits 303 to 318 in FIG. The operation of the F function circuit will be described with reference to FIG.
【0089】図12における入力端子501は、図11
における鍵スケジュール部の出力に接続され、56ビッ
トから768ビットに拡大された中の48ビットのデー
タkiがそれぞれ入力される。この48ビットのデータ
は、6ビットづつに分割され、排他論理和回路504〜
511に入力されている。一方、図12における入力端
子502より、図11において左右32ビットに分割さ
れたデータの右32ビットデータXが入力され、同じく
排他論理和回路504〜511に入力され、前述の6ビ
ットデータと排他的論理和を施される。各排他的論理和
回路504〜511の出力は置換表からなるS−BOX
回路512〜519に入力される。この各S−box回
路504〜511では、6ビットの入力を変換表に従っ
て変換し、4ビットのデータを出力する。従って、8つ
のs−box回路512〜519より出力された合計3
2ビットのデータは、転置回路520に入力される。こ
の転置回路520では、ビットの順序が入れ換えられて
出力端子521より、F(x,k)として出力される。The input terminal 501 in FIG.
, And the 48-bit data ki expanded from 56 bits to 768 bits is input. The 48-bit data is divided into 6-bit units, and the exclusive-OR circuits 504 to
511. On the other hand, the right 32-bit data X of the data divided into left and right 32 bits in FIG. 11 is input from the input terminal 502 in FIG. Logical OR is performed. The output of each of the exclusive OR circuits 504 to 511 is an S-BOX composed of a permutation table.
The signals are input to circuits 512 to 519. Each of the S-box circuits 504 to 511 converts a 6-bit input according to a conversion table and outputs 4-bit data. Therefore, a total of 3 output from the eight s-box circuits 512 to 519
The 2-bit data is input to the transposition circuit 520. In the transposition circuit 520, the order of the bits is changed and output from the output terminal 521 as F (x, k).
【0090】再び図1において、暗号鍵制御回路222
は、図1における入力端子226を介して入力される、
図1におけるシステムコントローラ57より伝送される
いわゆる暗号鍵と暗号化のための情報により、各暗号化
回路219、220、221に必要な暗号鍵を生成して
伝送している。ここで、上記暗号化のための情報として
は、例えば、すべての適応ビット割当符合化回路の出力
を同一の暗号鍵で暗号化する、適応ビット割当符合化回
路210の出力のみ暗号化する、すべての適応ビット割
当符合化回路の出力をすべて異なる暗号鍵で暗号化す
る、或は、特定の復号用鍵を持つ暗号復号化回路にの
み、暗号の復号を許可する等の選択制御情報が挙げられ
る。Referring again to FIG. 1, encryption key control circuit 222
Is input via the input terminal 226 in FIG.
An encryption key necessary for each of the encryption circuits 219, 220, and 221 is generated and transmitted based on a so-called encryption key and information for encryption transmitted from the system controller 57 in FIG. Here, as the information for the encryption, for example, the outputs of all the adaptive bit allocation coding circuits are encrypted with the same encryption key, only the output of the adaptive bit allocation coding circuit 210 is encrypted, Selection control information, such as encrypting all outputs of the adaptive bit allocation encoding circuit with a different encryption key, or permitting only an encryption / decryption circuit having a specific decryption key to decrypt the encryption. .
【0091】次に、図13は、図1における暗号鍵制御
回路222の一具体例の概略構成を示すブロック回路図
である。この図13を用いて暗号鍵制御回路の作用につ
いて説明する。Next, FIG. 13 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of one specific example of the encryption key control circuit 222 in FIG. The operation of the encryption key control circuit will be described with reference to FIG.
【0092】図13における入力端子601は、図1に
おける入力端子226に接続されており、図1における
システムコントローラ57より伝送されるいわゆる暗号
鍵と暗号化のための情報が入力される。暗号化のための
情報としては、例えば、すべての適応ビット割当符合化
回路の出力を同一の暗号鍵で暗号化する、適応ビット割
当符合化回路210の出力のみ暗号化する、すべての適
応ビット割当符合化回路の出力をすべて異なる暗号鍵で
暗号化する、或は、特定の復号用鍵を持つ暗号復号化回
路にのみ、暗号の復号を許可する等の情報が挙げられ
る。このような情報の中、いわゆる暗号鍵ならびに特定
の復号用鍵を持つ暗号復号化回路にのみ、暗号の復号を
許可する等の情報は、図13における暗号鍵生成回路6
02、603、604に入力される。本実施の形態で
は、便宜的に64ビットの語長で暗号鍵を表現されてお
り、この暗号鍵生成回路602、603、604におい
て、対応させる暗号復号化回路応じた56ビットの語長
に変換され、スイッチ回路607〜615に転送されて
いる。また、入力端子601より入力された暗号化の為
の情報は、図13における暗号鍵生成回路606に入力
され、1ビット単位の信号に復号され各暗号鍵生成回路
602、603、604の出力並びに、空鍵生成回路6
05の出力と出力端子619、620、621に接続さ
れたスイッチ回路607〜618の切断の制御を行って
いる。また、空暗号鍵生成回路605は、図1における
各暗号化回路219、220、221、223、22
4、225における出力が、入力されるデータと同一の
出力が得られるような暗号鍵をスイッチ回路616、6
17、618に出力している。スイッチ回路607〜6
18では、暗号制御回路606より出力される制御デー
タに従って、入力されたデータを選択的に出力端子61
9、620、621に接続している。出力端子619は
図1における暗号化回路219、225に、出力端子6
20は図1における暗号化回路220、224に、出力
端子621は図1における暗号化回路221、225に
接続されている。The input terminal 601 in FIG. 13 is connected to the input terminal 226 in FIG. 1, and the so-called encryption key and information for encryption transmitted from the system controller 57 in FIG. 1 are input. The information for encryption includes, for example, encrypting the outputs of all adaptive bit allocation encoding circuits with the same encryption key, encrypting only the output of adaptive bit allocation encoding circuit 210, all adaptive bit allocation Information such as encrypting all outputs of the encoding circuit with different encryption keys, or permitting decryption of encryption only by an encryption / decryption circuit having a specific decryption key. Among such information, information such as permitting decryption of encryption only by a so-called encryption key and an encryption / decryption circuit having a specific decryption key is the encryption key generation circuit 6 in FIG.
02, 603 and 604. In the present embodiment, the encryption key is expressed with a word length of 64 bits for convenience, and the encryption key generation circuits 602, 603, and 604 convert the encryption key to a word length of 56 bits according to the corresponding encryption / decryption circuit. And transferred to the switch circuits 607 to 615. Further, the information for encryption input from the input terminal 601 is input to the encryption key generation circuit 606 in FIG. 13 and is decoded into a signal of 1 bit, and the output of each encryption key generation circuit 602, 603, 604 and , Empty key generation circuit 6
05 and the disconnection of the switch circuits 607 to 618 connected to the output terminals 619, 620, and 621. Also, the empty encryption key generation circuit 605 includes the encryption circuits 219, 220, 221, 223, and 22 in FIG.
4 and 225, an encryption key that can obtain the same output as the input data.
17 and 618. Switch circuits 607-6
At 18, the input data is selectively output to the output terminal 61 according to the control data output from the encryption control circuit 606.
9, 620, and 621. The output terminal 619 is connected to the encryption circuits 219 and 225 in FIG.
20 is connected to the encryption circuits 220 and 224 in FIG. 1, and the output terminal 621 is connected to the encryption circuits 221 and 225 in FIG.
【0093】ここで、スイッチ回路607〜618の作
用について説明する。例えば、図1における適応ビット
割当符合化回路210、211、212ならびに、ブロ
ック決定回路206、207、208の出力全て、すな
わち全ての帯域のデータの暗号化を実施しない場合に
は、スイッチ回路616、617、618が接続する様
に制御され、他のスイッチ回路は接続しない様に制御さ
れる事によって、出力回路619、620、621よ
り、暗号化されない、いわゆる空の暗号鍵が出力され
る。また、図1における適応ビット割当符合化回路21
2ならびに、ブロック決定回路208の出力、すなわち
高域(11kHz〜22kHz)のデータのみ暗号化する
場合には、スイッチ回路607、617、618が接続
する様に制御される。同様に図1における適応ビット割
当符合化回路211、212ならびに、ブロック決定回
路207、208の出力、すなわち中高域(5.5kH
z〜11kHz、11kHz〜22kHz)のデータを
暗号する場合において、異なる暗号鍵を用いて暗号化を
行う場合には、スイッチ回路607、611、618
が、同一の暗号鍵を用いる場合には、スイッチ回路60
7、608、618ないし、610、611、618あ
るいは、613、614、618が接続する様に制御さ
れる。さらに、全ての帯域のデータを暗号化する場合に
おいて、同一の暗号鍵で暗号化する場合には、スイッチ
回路607、608、609ないし、610、611、
612あるいは613、614、615が、全ての帯域
のデータを全て異なる暗号鍵で暗号化する場合には、ス
イッチ回路607、611、615が接続されるように
制御される。この様にスイッチ回路607〜618を制
御する事によって高能率符合化における分割された帯域
と暗号化の全ての組合せを実現可能としている。Here, the operation of the switch circuits 607 to 618 will be described. For example, if encryption of all outputs of the adaptive bit allocation encoding circuits 210, 211, 212 and the block determination circuits 206, 207, 208, that is, data of all bands is not performed, the switch circuit 616, The output circuits 619, 620, and 621 output a so-called empty encryption key that is not encrypted by controlling the connection of the switches 617 and 618 and the connection of the other switch circuits so as not to be connected. Also, the adaptive bit allocation encoding circuit 21 shown in FIG.
2, when only the output of the block determination circuit 208, that is, the data in the high band (11 kHz to 22 kHz) is encrypted, the switch circuits 607, 617, and 618 are controlled to be connected. Similarly, the outputs of the adaptive bit allocation coding circuits 211 and 212 and the block determination circuits 207 and 208 in FIG.
In the case of encrypting data of z to 11 kHz and 11 kHz to 22 kHz), when performing encryption using different encryption keys, the switch circuits 607, 611, and 618 are used.
However, when the same encryption key is used, the switch circuit 60
7, 608, 618 to 610, 611, 618 or 613, 614, 618 are controlled to be connected. Further, when encrypting data of all bands and encrypting with the same encryption key, the switch circuits 607, 608, 609 to 610, 611,
When 612 or 613, 614, and 615 encrypt all data in all bands with different encryption keys, control is performed so that the switch circuits 607, 611, and 615 are connected. By controlling the switch circuits 607 to 618 in this manner, all combinations of the divided bands and the encryption in the high-efficiency coding can be realized.
【0094】次に、図14に本実施の形態で高能率符合
化ならびに暗号化処理を行った後のビットストリームの
具体例を示す。この図14を用いて本実施の形態の符合
化の作用について説明する。Next, FIG. 14 shows a specific example of the bit stream after performing the high-efficiency encoding and encryption processing in the present embodiment. The operation of the encoding according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
【0095】図14では、(A)において全て平文、
(B)において高域のみ暗号化、(C)において中高域
を暗号化、並びに、(D)において全帯域を暗号化した
場合のビットストリームの例を示している。In FIG. 14, in (A), all plain text,
(B) shows an example of a bit stream when only the high band is encrypted, (C) shows a case where the middle and high band are encrypted, and (D) shows an example of a bit stream when the entire band is encrypted.
【0096】図14(A)に示す様に、暗号化を行わず
全て平文とした場合、低中高各々の直交変換出力スペク
トルを量子化処理した、いわゆるメインデ−タと、量子
化の語長を示すワ−ドレングスと直行変換のブロックサ
イズ等を表す、いわゆるサブ情報とが記録あるいは伝送
される。すなわち、メイン情報としては、低域メイン情
報711、中域メイン情報721、高域メイン情報73
1があり、サブ情報としては、低域サブ情報712、中
域サブ情報722、高域サブ情報732がある。この
(A)の場合、復号化する際は、該当帯域のサブデータ
を用いて、後述のデコーダでの手順にしたがって該当帯
域のメイン情報を復号化する。As shown in FIG. 14 (A), when plain text is used without encryption, so-called main data obtained by quantizing each of the orthogonally transformed output spectra of low, medium and high, and the word length of quantization are represented by The indicated word length and so-called sub information indicating the block size of the orthogonal transform and the like are recorded or transmitted. That is, as the main information, the low-frequency main information 711, the middle-frequency main information 721, and the high-frequency main information 73
1 as low-frequency sub-information 712, middle-frequency sub-information 722, and high-frequency sub-information 732. In the case of (A), when decoding, the main information of the corresponding band is decoded using the sub-data of the corresponding band according to the procedure of the decoder described later.
【0097】これに対して、図14(B)に示す様に、
高域のメインデータのみ暗号化された場合には、高域の
サブ情報が記録されるべき部分には、高域のメイン情報
が無効となるような疑似高域サブ情報735が書き込ま
れ、実際の高域サブ情報は、高域メイン情報と共に暗号
化されて、高域メイン情報の部分に書き込まれる。すな
わち、元の高域メイン情報の領域には、暗号化された高
域メイン情報733と暗号化された高域サブ情報734
とが書き込まれる。On the other hand, as shown in FIG.
If only the high-frequency main data is encrypted, pseudo high-frequency sub-information 735 such that the high-frequency main information becomes invalid is written in the portion where the high-frequency sub-information is to be recorded. Is encrypted together with the high-frequency main information and written into the high-frequency main information. That is, the encrypted high-frequency main information 733 and the encrypted high-frequency sub-information 734 are stored in the original high-frequency main information area.
Is written.
【0098】従って、暗号を平文化する手段を持ち得な
い受信者、あるいは、暗号を平文化する為の暗号鍵を持
たない受信者は、低中域のデータ(0kHz〜11kH
z)のみ、復号が可能となる。この際、高域のメイン情
報が暗号化されている為、前述の受信者には復号化の為
の有意情報とはなり得ないが、高域のメイン情報を無効
とする疑似高域サブ情報735の作用により、低中域情
報の復号化に支障をきたす事が無い。また、この様に、
本来あるはずの高域のデータが復号されない場合、理論
的には図1におけるQMF回路201、202において
帯域分割時に発生した折り返し雑音が合成時に打ち消さ
れなくなるが、本具体例において折り返し雑音が復号化
した音声情報の品質を著しく損なうことは無かった。Therefore, a receiver who has no means for decrypting the encryption, or a receiver who does not have an encryption key for decrypting the encryption, receives low-mid range data (0 kHz to 11 kHz).
Only z) can be decoded. At this time, since the high-frequency main information is encrypted, the above-mentioned receiver cannot be significant information for decryption, but the pseudo high-frequency sub-information invalidating the high-frequency main information The operation of 735 does not hinder the decoding of the low middle band information. Also, like this,
If high-frequency data that should be present is not decoded, theoretically, aliasing noise generated at the time of band division in the QMF circuits 201 and 202 in FIG. 1 cannot be canceled at the time of synthesis. The quality of the speech information obtained was not significantly impaired.
【0099】また、図14(B)に示す様に高域のみ暗
号化された場合において、受信者が暗号の平文化の手段
を持ち、且つ、暗号を平文化する為の暗号鍵を持つ場合
には、図14(B)に示す暗号化された部分に記録され
ているデータを平分化し、全ての帯域データの復号化が
可能となる。Further, when only the high frequency band is encrypted as shown in FIG. 14 (B), the receiver has a means of plaintext encryption and a cryptographic key for plaintext encryption. In this case, the data recorded in the encrypted portion shown in FIG.
【0100】以上の構成によれば、暗号を平分化する為
の手段、あるいは平分化する為の暗号鍵を持たない受信
者が、部分的にデータの復号化をした後、発信者に暗号
を平分化する為の手段、あるいは平分化する為の暗号鍵
を請求し入手した場合でも、改めて、暗号化された高能
率符合化データを転送する事無しに、先に入手した部分
的に暗号化された高能率符合化データを平文化し復号す
る事が可能である。According to the above arrangement, the receiver who does not have the means for decrypting the encryption or the encryption key for decrypting the encryption partially decrypts the data and then transmits the encryption to the sender. Even if a means for flattening or an encryption key for flattening is requested and obtained, the previously obtained partially encrypted data can be obtained without transferring the encrypted high-efficiency encoded data again. It is possible to decrypt and decode the encoded data with high efficiency.
【0101】次に、図14(C)は、中高域のデータを
暗号化した場合を示し、元の高域メイン情報及び中域メ
イン情報の領域には、暗号化された高域メイン情報73
3、暗号化された高域サブ情報734、暗号化された中
域メイン情報723、暗号化された中域サブ情報724
がそれぞれ配置され、元の高域及び中域のサブ情報の領
域には、疑似高域サブ情報735、疑似中域サブ情報7
25がそれぞれ配置されている。Next, FIG. 14C shows a case in which the data of the middle and high frequencies are encrypted, and the encrypted high-frequency main information 73 is stored in the area of the original high-frequency main information and the middle-frequency main information.
3. Encrypted high band sub information 734, encrypted middle band main information 723, encrypted middle band sub information 724
Are respectively arranged, and pseudo high frequency sub-information 735 and pseudo mid frequency sub-information 7
25 are arranged respectively.
【0102】この図14の(C)の例のように、中高域
のデータを暗号化した場合においても、前述の(B)の
場合と同様な作用効果がある。加えて、この(C)に示
すような構成では、中域データを暗号化する暗号鍵と高
域データを暗号化する暗号鍵を異なるものとする事が可
能で、この場合には、情報の発信者がより多くの選択
肢、すなわち、一つの暗号化した高能率符合化データの
みで、低域のみ符合化が可能、低中域の符合化が可能、
全ての帯域の復号化が可能と言う選択を受信者に提供可
能となる、あるいは、一つの暗号化した高能率符合化デ
ータのみで、受信者の所有する暗号を平分化する為の暗
号鍵に応じて復号化した際の音声データの品質を指定し
て配送が可能となる。As in the example of FIG. 14C, even when the data in the middle and high frequency bands is encrypted, the same operation and effect as in the case of the above-mentioned (B) are obtained. In addition, in the configuration as shown in (C), the encryption key for encrypting the middle band data and the encryption key for encrypting the high band data can be different from each other. The caller has more options: only one encrypted high-efficiency coded data, only low-frequency encoding, low-mid encoding possible,
It is possible to provide the receiver with the option that the entire band can be decrypted, or use only one encrypted high-efficiency encoded data as an encryption key to split the encryption owned by the receiver. Accordingly, it is possible to specify the quality of the audio data at the time of decoding and deliver the data.
【0103】さらに、図14(D)に示す例では、全帯
域のデータを暗号化しており、元のメイン情報の領域に
は、暗号化された高域メイン情報733、暗号化された
高域サブ情報734、暗号化された中域メイン情報72
3、暗号化された中域サブ情報724、暗号化された低
域メイン情報713、暗号化された低域サブ情報714
がそれぞれ配置され、元の高域及び中域のサブ情報の領
域には、疑似高域サブ情報735、疑似中域サブ情報7
25、疑似低域サブ情報715がそれぞれ配置されてい
る。Further, in the example shown in FIG. 14 (D), the data of the entire band is encrypted, and the area of the original main information has the encrypted high-frequency main information 733 and the encrypted high-frequency main information 733. Sub information 734, encrypted middle area main information 72
3. Encrypted middle band sub information 724, encrypted low band main information 713, encrypted low band sub information 714
Are respectively arranged, and pseudo high frequency sub-information 735 and pseudo mid frequency sub-information 7
25, pseudo low frequency sub information 715 is arranged.
【0104】この図14(D)に示すような全帯域を暗
号化する場合には、暗号を平文化する手段を持ち得ない
受信者、あるいは、暗号を平文化する為の暗号鍵を持た
ない受信者は、復号化が不可能となる点が前述の場合と
異なる点であるが、暗号化と高能率符合化における暗号
鍵と音声データの復号化品質との組合せは、より多く得
られる事となる。すなわち、一つの暗号化した高能率符
合化データのみで、復号化が不可能、低域のみ符合化が
可能、低中域の符合化が可能、全ての帯域の復号化が可
能と言う選択を受信者に提供可能となる、あるいは、一
つの暗号化した高能率符合化データのみで、受信者の所
有する暗号を平分化する為の暗号鍵に応じて復号化した
際の音声データの品質、あるいは復号化不可能を指定し
て配送が可能となる。In the case of encrypting the entire band as shown in FIG. 14D, a receiver who has no means for decrypting the encryption or an encryption key for decrypting the encryption is not provided. The receiver differs from the previous case in that decryption is impossible, but the combination of the encryption key and the decryption quality of voice data in encryption and high-efficiency coding can be obtained more. Becomes That is, it is possible to select only one encrypted high-efficiency encoded data that cannot be decrypted, that only the low-frequency band can be encoded, that the low-mid frequency band can be encoded, and that all the bands can be decrypted. The quality of audio data that can be provided to the receiver, or the quality of audio data when decrypted with only one encrypted high-efficiency encoded data according to the encryption key for dividing the encryption owned by the receiver, Alternatively, delivery is possible by designating that decoding is impossible.
【0105】同様に、本実施の形態においては、図1に
おけるMDCT回路203、204、205は、同図Q
MF回路201、202の出力を512サンプル毎に直
行変換しており、先の暗号化を施す際にもこの時間的に
分割された小ブロック毎に制御可能な事は明白である。
従って、本実施の形態によれば、圧縮データの先頭か
ら、所定の時間分のみ、平文とし、一定時間経過後、暗
号化された圧縮暗号化データも作成可能である。Similarly, in the present embodiment, MDCT circuits 203, 204 and 205 in FIG.
It is obvious that the outputs of the MF circuits 201 and 202 are orthogonally transformed every 512 samples, and that even when the above-mentioned encryption is performed, it can be controlled for each of the temporally divided small blocks.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to form plaintext only for a predetermined time from the beginning of the compressed data, and after a lapse of a predetermined time, to generate compressed and encrypted data.
【0106】これは、例えば元の入力信号をオーディオ
信号とする場合に、複数の曲の先頭部分のみを平文と
し、残りの部分の少なくとも一部の周波数帯域を暗号化
して記録されたディスク等の信号記録媒体を頒布するこ
とが考えられる。この場合、聴取者は、希望する曲につ
いて代金を払って暗号鍵を入手することで、その曲全体
を良好な音質で再生することができる。このような信号
記録媒体を作成する際には、曲の演奏の時間経過に伴っ
て、暗号鍵と暗号化のための情報を変化させて、上記図
1の入力端子226に供給するようにすればよい。For example, when an original input signal is used as an audio signal, only a head portion of a plurality of music pieces is set as plain text, and at least a part of a frequency band of a remaining portion is encrypted and recorded. It is conceivable to distribute a signal recording medium. In this case, the listener pays for the desired music and obtains the encryption key, so that the whole music can be reproduced with good sound quality. When such a signal recording medium is created, the encryption key and the information for encryption are changed with the lapse of the performance of the music and supplied to the input terminal 226 in FIG. I just need.
【0107】すなわち、上述した本発明の実施の形態と
なるディジタル信号符号化装置あるいは方法により圧縮
符号化されたディジタル信号は、光磁気ディスク、光デ
ィスク、磁気ディスク、磁気テープ等の記録媒体に記録
することで、本発明の実施の形態となる信号記録媒体を
得ることができる。That is, a digital signal compressed and encoded by the digital signal encoding apparatus or method according to the above-described embodiment of the present invention is recorded on a recording medium such as a magneto-optical disk, an optical disk, a magnetic disk, and a magnetic tape. Thus, a signal recording medium according to an embodiment of the present invention can be obtained.
【0108】また、本発明に係る実施の形態となるディ
ジタル信号伝送方法は、上述した実施の形態となるディ
ジタル信号符号化装置あるいは方法により圧縮符号化さ
れたディジタル信号を伝送することで実現できる。The digital signal transmission method according to the embodiment of the present invention can be realized by transmitting a digital signal compressed and encoded by the digital signal encoding device or method according to the above-described embodiment.
【0109】次に、本発明に係る実施の形態となるディ
ジタル信号復号装置及び方法の具体例について、図15
を参照しながら説明する。Next, a specific example of a digital signal decoding apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0110】図15は、上記図1に示すディジタル信号
符号化装置に対応するディジタル信号復号化装置の一例
を示し、例えば図2におけるATCデコーダ73として
用いることができる。すなわち、図15は、上述の図1
のディジタル信号符号化装置により暗号化かつ、高能率
符号化された信号を再び復号化するための復号回路を示
している。FIG. 15 shows an example of a digital signal decoding apparatus corresponding to the digital signal encoding apparatus shown in FIG. 1, and can be used, for example, as the ATC decoder 73 in FIG. That is, FIG. 15 corresponds to FIG.
2 shows a decoding circuit for decoding again a signal which has been encrypted and highly efficiently coded by the digital signal coding apparatus of FIG.
【0111】この図15において、各帯域の量子化さ
れ、暗号化されたMDCT係数ならびに、同様に暗号化
された量子化の語長を示すワ−ドレングス、すなわち、
図1における出力端子213、214、215の出力信
号と等価のデータが、入力端子117、118、119
を介して、暗号復号回路109、110、111に入力
され、暗号化された直行変換のブロックサイズデータの
が、入力端子120、121、122を介して、暗号復
号回路112、113、114に入力される。In FIG. 15, the quantized and encrypted MDCT coefficients of each band and the word length indicating the word length of the similarly encrypted quantization, that is,
Data equivalent to the output signals of the output terminals 213, 214, and 215 in FIG.
Are input to the encryption / decryption circuits 109, 110, 111 via the input terminal 120, 121, 122 and input to the encryption / decryption circuits 112, 113, 114 via the input terminals 120, 121, 122. Is done.
【0112】ここで図16は、図15における暗号復号
回路109〜114の一具体例の概略構成を示すブロッ
ク回路図である。この図16を用いて暗号復号回路の作
用について説する。FIG. 16 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of one specific example of the encryption / decryption circuits 109 to 114 in FIG. The operation of the encryption / decryption circuit will be described with reference to FIG.
【0113】図16に示すように本実施の形態における
暗号復号回路の手順は、図11に示す暗号化回路の一具
体例と同等のものである。図11と図16における相違
点は、図16における鍵スケジュール部837よりF関
数回路803〜818に出力される48ビットのデータ
の順が図11における鍵スケジュール部337より出力
されるデータと逆の順となっている点と、図11におけ
る初期転置回路302の作用が図16における最終転置
回路835に、図11における最終転置回路335の作
用が図16における初期転置回路802に置き換えられ
ている点である。従って、図16におけるF関数回路8
03〜818は、図11におけるF関数回路303〜3
18と同一の回路で構成されている。As shown in FIG. 16, the procedure of the encryption / decryption circuit according to the present embodiment is equivalent to a specific example of the encryption circuit shown in FIG. The difference between FIG. 11 and FIG. 16 is that the order of the 48-bit data output from the key schedule unit 837 to the F function circuits 803 to 818 in FIG. 16 is opposite to the order of the data output from the key schedule unit 337 in FIG. 11 in that the operation of the initial transposition circuit 302 in FIG. 11 is replaced by the final transposition circuit 835 in FIG. 16, and the operation of the final transposition circuit 335 in FIG. 11 is replaced by the initial transposition circuit 802 in FIG. It is. Therefore, the F function circuit 8 in FIG.
03 to 818 are the F function circuits 303 to 3 in FIG.
It is composed of the same circuit as 18.
【0114】再び、図15において、入力端子123を
介して、図1におけるシステムコントローラ57より伝
送されるいわゆる暗号復号の為の暗号鍵と復号化の為の
情報、例えば、図1における適応ビット割当符合化回路
210、211、212の出力がすべて同一の暗号鍵で
暗号化されている、図1における適応ビット割当符合化
回路210の出力のみ暗号化されている、図1における
適応ビット割当符合化回路210、211、212の出
力がすべて異なる暗号鍵で暗号化されている、或は、特
定の復号用鍵を持つ暗号復号化回路にのみ、暗号の復号
を許可されている等の情報と暗号鍵表116に記載され
ている図1におけるATCデコーダ73に固有の暗号鍵
データが暗号鍵制御回路115に入力されている。この
暗号鍵制御回路115では、先の情報を元に各暗号復号
回路109〜114に必要な暗号鍵を生成して伝送して
いる。Referring again to FIG. 15, an encryption key for so-called encryption and decryption and information for decryption transmitted from the system controller 57 in FIG. 1 via the input terminal 123, for example, the adaptive bit allocation in FIG. The outputs of the encoding circuits 210, 211, 212 are all encrypted with the same encryption key. Only the output of the adaptive bit allocation encoding circuit 210 in FIG. 1 is encrypted. The adaptive bit allocation encoding in FIG. Information and encryption such that the outputs of the circuits 210, 211, and 212 are all encrypted with different encryption keys, or only the decryption circuit having a specific decryption key is permitted to decrypt the encryption. The encryption key data unique to the ATC decoder 73 in FIG. 1 described in the key table 116 is input to the encryption key control circuit 115. The encryption key control circuit 115 generates and transmits an encryption key required for each of the encryption / decryption circuits 109 to 114 based on the above information.
【0115】ここで図17は、図15における暗号鍵制
御回路115の一具体例の概略構成を示すブロック回路
図である。この図17を用いて暗号鍵制御回路の作用に
ついて説明する。FIG. 17 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of one specific example of the encryption key control circuit 115 in FIG. The operation of the encryption key control circuit will be described with reference to FIG.
【0116】この図17における入力端子901は、図
15における入力端子123に接続されており、図1に
おけるシステムコントローラ57より伝送されるいわゆ
る暗号を復号する為の暗号鍵と暗号復号化の為の情報、
例えば、図1における適応ビット割当符合化回路21
0、211、212の出力が全て同一の暗号鍵で暗号化
されている、図1における適応ビット割当符合化回路2
10の出力のみ暗号化されている、図1における適応ビ
ット割当符合化回路210、211、212の出力が全
て異なる暗号鍵で暗号化されている、或は、特定の復号
用鍵を持つ暗号復号化回路にのみ、暗号の復号を許可さ
れている等の情報が入力される。この情報の中、いわゆ
る暗号鍵ならびに特定の復号用鍵を持つ暗号復号化回路
にのみ、暗号の復号を許可されている等の情報は図17
における暗号鍵生成回路902、903、904に入力
される。The input terminal 901 in FIG. 17 is connected to the input terminal 123 in FIG. 15, and has an encryption key for decrypting a so-called encryption transmitted from the system controller 57 in FIG. information,
For example, the adaptive bit allocation encoding circuit 21 in FIG.
The adaptive bit allocation encoding circuit 2 in FIG. 1 in which outputs 0, 211, and 212 are all encrypted with the same encryption key.
10 are encrypted, the outputs of the adaptive bit assignment encoding circuits 210, 211, 212 in FIG. 1 are all encrypted with different encryption keys, or are encrypted and decrypted with a specific decryption key. Only the decryption circuit receives information such as permission to decrypt the code. In this information, information that only the encryption / decryption circuit having a so-called encryption key and a specific decryption key is allowed to decrypt the encryption is shown in FIG.
Are input to the encryption key generation circuits 902, 903, and 904.
【0117】本実施の形態では、便宜的に64ビットの
語長で暗号鍵を表現されており、この暗号鍵生成回路9
02、903、904において、対応させる暗号復号化
回路応じた56ビットの語長に変換され、スイッチ回路
907〜915に転送されている。また、入力端子90
1より入力された暗号復号化の為の情報は、図17にお
ける暗号鍵生成回路906に入力され、1ビット単位の
信号に復号され各暗号鍵生成回路902、903、90
4の出力並びに、空鍵生成回路905の出力と出力端子
919、920、921に接続されたスイッチ回路90
7〜918の切断の制御を行っている。また、空暗号鍵
生成回路905は、図15における各暗号復号回路10
9、110、111、112、113、114における
出力が、入力されるデータと同一の出力が得られるよう
な暗号鍵をスイッチ回路916、917、918に出力
している。In this embodiment, the encryption key is expressed by a word length of 64 bits for convenience.
At 02, 903, and 904, the word length is converted to a 56-bit word length according to the corresponding encryption / decryption circuit, and transferred to the switch circuits 907 to 915. Also, the input terminal 90
The information for encryption / decryption input from 1 is input to the encryption key generation circuit 906 in FIG. 17 and is decoded into a signal of 1 bit unit, and each of the encryption key generation circuits 902, 903, 90
4 and the output of the empty key generation circuit 905 and the switch circuit 90 connected to the output terminals 919, 920, 921.
7 to 918 are controlled. In addition, the empty encryption key generation circuit 905 is provided in each of the encryption / decryption circuits 10 in FIG.
The output from the switches 9, 110, 111, 112, 113, and 114 outputs an encryption key to the switch circuits 916, 917, and 918 such that the same output as the input data is obtained.
【0118】スイッチ回路907〜918では、暗号制
御回路906より出力される制御データに従って、入力
されたデータを選択的に出力端子919、920、92
1に接続している。出力端子919は図15における暗
号復号回路109、112に、出力端子920は図15
における暗号復号回路110、113に、出力端子92
1は図15における暗号復号回路111、114に接続
されている。図17におけるスイッチ回路907〜91
8の作用は、図13におけるスイッチ回路607〜61
8と同等であり、スイッチ回路907〜918を制御す
る事によって高能率符合化における分割された帯域と暗
号復号の全ての組合せを実現可能としている。The switch circuits 907 to 918 selectively output the input data to output terminals 919, 920, 92 according to the control data output from the encryption control circuit 906.
Connected to 1. The output terminal 919 is connected to the encryption / decryption circuits 109 and 112 in FIG.
Output terminals 92
1 is connected to the encryption / decryption circuits 111 and 114 in FIG. Switch circuits 907 to 91 in FIG.
The operation of the switch circuit 8 shown in FIG.
By controlling the switch circuits 907 to 918, all combinations of divided bands and encryption / decryption in high-efficiency encoding can be realized.
【0119】再び、図15において、適応ビット割当復
号化回路106、107、108では適応ビット割当情
報を用いてビット割当を解除する。次に逆直交変換(I
MDCT)回路103、104、105では周波数軸上
の信号が時間軸上の信号に変換される。これらの部分帯
域の時間軸上信号は、帯域合成フィルタ(IQMF)回
路102、101により、全帯域信号に復号化される。Referring again to FIG. 15, adaptive bit allocation decoding circuits 106, 107 and 108 release bit allocation using adaptive bit allocation information. Next, the inverse orthogonal transform (I
MDCT) circuits 103, 104, and 105 convert signals on the frequency axis into signals on the time axis. The signals on the time axis of these partial bands are decoded into full-band signals by band synthesis filter (IQMF) circuits 102 and 101.
【0120】以上説明したような本発明の実施の形態に
よれば、ディジタルオーディオデータの圧縮を行ない、
暗号化して記録メディア或は通信路を介して受信者に配
布する場合において、受信者が選択可能とするために暗
号化されていない目次あるいは見本の如き情報の添付な
しに、複数の受信者に対して多数の情報を同時に配布し
て、受信者が選択的に復号化を行なう、あるいは送信者
が選択的に受信者毎に復号化を許可する事が可能とな
る。さらに、受信者毎に情報を選択して暗号化して配布
する必要も無い為、受信者の数が増加しても、配布の際
に膨大な作業量を必要としない。According to the embodiment of the present invention described above, digital audio data is compressed,
When encrypting and distributing to recipients via a recording medium or a communication channel, it can be transmitted to multiple recipients without attaching unencrypted information such as a table of contents or a sample so that the recipients can select them. On the other hand, many pieces of information can be distributed at the same time, and the receiver can selectively perform decryption, or the sender can selectively permit decryption for each receiver. Further, since there is no need to select and encrypt information for each recipient and distribute it, even if the number of recipients increases, a huge amount of work is not required for distribution.
【0121】加えて、同一のデータの配布のみで、受信
者毎に品質、例えば、オーディオデータにおける再生帯
域等の異なる情報を配布する事が可能となる。従って、
各々の品質毎に暗号化した情報をすべてまとめて配布す
る必要が無くなる為、配布する情報量を少なく出来き、
本発明の実施の形態となるディジタル信号符号化装置及
び方法を用いて圧縮符号化したデータを記録する媒体
は、従来のものよりも記憶容量の有効利用が図れること
になる。さらに、本発明の実施の形態となるディジタル
信号符号化装置及び方法を用いて圧縮符号化したデータ
を伝送する際には、従来のものよりも回線の利用効率を
高めることが出来る。In addition, only by distributing the same data, it is possible to distribute different information such as quality, for example, a reproduction band in audio data, to each receiver. Therefore,
Since there is no need to distribute all the encrypted information for each quality, it is possible to reduce the amount of information to be distributed,
A medium for recording data compressed and encoded using the digital signal encoding apparatus and method according to the embodiment of the present invention can use storage capacity more effectively than conventional media. Furthermore, when data compressed and encoded using the digital signal encoding apparatus and method according to the embodiment of the present invention is transmitted, the line utilization efficiency can be improved as compared with the conventional one.
【0122】次に、上記図1に示したディジタル信号符
号化装置の実施の形態とは異なる他の実施の形態となる
ディジタル信号符号化装置の具体例について、図18を
参照しながら説明する。Next, a specific example of a digital signal encoding apparatus according to another embodiment different from the embodiment of the digital signal encoding apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
【0123】図18は、上記図1に示す実施の形態のビ
ットレート圧縮符号化及び、暗号化に使用可能な高能率
圧縮符号化エンコーダとは異なる他の実施の形態となる
ディジタル信号符号化装置の一具体例を示すブロック回
路図である。FIG. 18 shows a digital signal coding apparatus according to another embodiment which is different from the high-efficiency compression coding encoder usable for the bit rate compression coding and encryption of the embodiment shown in FIG. It is a block circuit diagram which shows one specific example.
【0124】この図18における各回路は、図1におけ
る同一の番号で示した各回路と同等のものである。ただ
し、図18における暗号化回路219、220、221
は、図1における暗号化回路219、220、221と
他の回路との接続が事なり、図18における暗号化回路
219、220、221は直列に接続されている。従っ
て、図14(B)に示すような高域の直交変換出力スペ
クトルを量子化処理したデータのみ、暗号化する場合、
図18における暗号化回路221のみ有効となり、暗号
化回路220、221は無効となるように暗号鍵制御回
路222がコントロールする。同様に、全ての帯域の直
交変換出力スペクトルを量子化処理したデータを同一の
暗号鍵で暗号化する場合は、暗号化回路219、22
0、221が全て有効かつ、同一の暗号鍵が暗号鍵制御
回路222よりコントロールされる。この様に、図18
に示すATCエンコーダにおいても、本実施の形態の効
果を実現できる。Each circuit in FIG. 18 is equivalent to each circuit indicated by the same reference numeral in FIG. However, the encryption circuits 219, 220, 221 in FIG.
Is the connection between the encryption circuits 219, 220, and 221 in FIG. 1 and other circuits, and the encryption circuits 219, 220, and 221 in FIG. 18 are connected in series. Therefore, when encrypting only the data obtained by quantizing the high-frequency orthogonal transform output spectrum as shown in FIG.
The encryption key control circuit 222 controls so that only the encryption circuit 221 in FIG. 18 is valid and the encryption circuits 220 and 221 are invalid. Similarly, when the data obtained by quantizing the orthogonal transform output spectrums of all the bands is encrypted with the same encryption key, the encryption circuits 219 and 22 are used.
0 and 221 are all valid and the same encryption key is controlled by the encryption key control circuit 222. Thus, FIG.
The effect of the present embodiment can also be realized in the ATC encoder shown in FIG.
【0125】図19は、図18に示す高能率圧縮符合化
エンコーダーに対応した高能率圧縮符号化デコーダの一
具体例を示すブロック回路図である。この図19におけ
る各回路は、図15における同一の番号で示した各回路
と同等のものである。ただし、図19における暗号復号
回路109、110、111は、図18に示すATCエ
ンコーダーに対応して、図15における相当する暗号復
号回路と接続が異り、それぞれの暗号復号回路が直列に
接続されている。さらに、先に図18の説明で述べたよ
うに、暗号鍵制御回路115の働きも、図18に対応し
て異なる。FIG. 19 is a block circuit diagram showing a specific example of a high efficiency compression encoding decoder corresponding to the high efficiency compression encoding encoder shown in FIG. Each circuit in FIG. 19 is equivalent to each circuit indicated by the same number in FIG. However, the connection of the encryption / decryption circuits 109, 110, 111 in FIG. 19 is different from that of the corresponding encryption / decryption circuit in FIG. 15, corresponding to the ATC encoder shown in FIG. ing. Further, as described above with reference to FIG. 18, the operation of the encryption key control circuit 115 also differs in correspondence with FIG.
【0126】次に、図20は、上述した図15や図19
に示したディジタル信号復号化装置における復号化処理
の手順を説明するためのフローチャートである。Next, FIG. 20 is similar to FIG. 15 and FIG.
6 is a flowchart for explaining a procedure of a decoding process in the digital signal decoding device shown in FIG.
【0127】この図20において、最初のステップ25
2で復号化しようとするデータ(符号化ディジタル信
号)の読み込みを行い、次のステップ253で、復号化
すべきデータの有無の判別を行う。復号化すべきデータ
が有り(YES)の場合には、ステップ254に進み、無
し(NO)の場合には処理を終了する。ステップ254
では、サブデータの有意性の判別を行い、サブデータが
有意(YES)の場合には暗号化されていないことから、
ステップ259以降の伸長復号化処理、すなわち情報圧
縮の逆処理に相当する伸長処理を行う。ステップ254
でNO、すなわちサブデータが有意でないと判別された
ときには、ステップ255に進んで、暗号復号化のため
の暗号鍵の有無を判別する。ステップ255でNO、す
なわち暗号鍵が無いと判別された場合、該当するデータ
の復号化は不可能であるため、時間的に次のブロックの
復号化のために、上記ステップ252に戻る。一方、暗
号鍵があるYESの場合には、ステップ256に進み、暗
号鍵を読み込んで、次のステップ257により暗号復号
を行う。次にステップ258により、上記図14のメイ
ン領域の内の暗号化領域の部分に埋め込まれていたサブ
データ(サブ情報)を復元し、圧縮符号化に対する伸長
が可能なデータとし、ステップ259に進む。ステップ
259では、先に述べたように、サブデータが有意の場
合、すなわち該当ブロックが暗号化されていない場合
と、上記ステップ255〜258により暗号を復号化さ
れた場合とについて、圧縮データの伸長を行い、ステッ
プ260において伸長データの出力を行う。データ出力
が終了すると、時間的に次のブロックの復号化を行うた
めにステップ252に戻る。In FIG. 20, the first step 25
In step 2, data to be decoded (encoded digital signal) is read, and in the next step 253, the presence or absence of data to be decoded is determined. If there is data to be decrypted (YES), the process proceeds to step 254, and if not (NO), the process ends. Step 254
Then, the significance of the sub data is determined, and if the sub data is significant (YES), it is not encrypted.
Decompression decoding processing after step 259, that is, decompression processing corresponding to the reverse processing of information compression, is performed. Step 254
If NO, that is, if it is determined that the sub data is not significant, the process proceeds to step 255, where it is determined whether or not there is an encryption key for decryption. If NO in step 255, that is, if it is determined that there is no encryption key, since the corresponding data cannot be decrypted, the process returns to step 252 to decrypt the next block in time. On the other hand, in the case of YES having an encryption key, the process proceeds to step 256, where the encryption key is read, and encryption and decryption are performed in the next step 257. Next, in step 258, the sub-data (sub-information) embedded in the encrypted area in the main area in FIG. 14 is restored to make the data decompressible for compression encoding, and the process proceeds to step 259. . In step 259, as described above, when the sub data is significant, that is, when the corresponding block is not encrypted, and when the encryption is decrypted in steps 255 to 258, the decompression of the compressed data is performed. Is performed, and in step 260, decompressed data is output. When the data output is completed, the process returns to step 252 to decode the next block in time.
【0128】以上説明した本発明の実施の形態は、一例
を示すものであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が可能である。The embodiments of the present invention described above are merely examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0129】すなわち、本発明に係る実施の形態となる
ディジタル信号符号化装置及び/又は復号化装置は、入
力信号を時間と周波数について細分化した小ブロックに
分配し、圧縮する手段と、周波数について細分化した小
ブロック毎に独立して暗号化する手段を有し、周波数に
ついて細分化し、圧縮された小ブロック毎に独立して暗
号化し、同一の圧縮暗号化情報で複数の暗号復号伸長状
態を再現する手段を有するものである。That is, the digital signal encoding apparatus and / or the decoding apparatus according to the embodiment of the present invention distributes an input signal into small blocks subdivided with respect to time and frequency, and compresses the signal. It has means for independently encrypting each of the subdivided small blocks, subdividing the frequency, independently encrypting each of the compressed small blocks, and displaying a plurality of decryption / decompression states with the same compressed encryption information. It has means for reproducing.
【0130】また、本発明に係る実施の形態となるディ
ジタル信号符号化装置及び/又は復号化装置は、入力信
号を時間と周波数について細分化した小ブロックに分配
し、圧縮する手段と、時間について細分化した小ブロッ
ク毎に独立して暗号化する手段を有し、時間について細
分化し、圧縮された小ブロック毎に独立して暗号化し、
同一の圧縮暗号化情報で複数の暗号復号伸長状態を再現
する手段を有するものである。Further, the digital signal encoding apparatus and / or the decoding apparatus according to the embodiment of the present invention distributes an input signal into small blocks subdivided in time and frequency, and compresses the input signal. It has means for independently encrypting each subdivided small block, subdividing time, and independently encrypting each compressed small block,
It has means for reproducing a plurality of encryption / decryption / decompression states with the same compression / encryption information.
【0131】また、本発明に係る実施の形態となるディ
ジタル信号符号化装置及び/又は復号化装置は、入力信
号を時間と周波数について細分化した小ブロックに分配
し、圧縮する手段と、周波数について細分化した小ブロ
ックを多重に暗号化する為の直列に接続された手段を有
し、周波数について細分化し、圧縮された小ブロックを
単独、及び/又は多重に暗号化し、同一の圧縮暗号化情
報で複数の暗号復号伸長状態を再現する手段を有するも
のである。The digital signal encoding apparatus and / or the decoding apparatus according to the embodiment of the present invention distributes an input signal into small blocks that are subdivided in time and frequency, and compresses the input signal. It has means connected in series for multiplexly encrypting the subdivided small blocks, subdivides the frequency, subdivides the compressed subblocks individually and / or multiplexes, and uses the same compressed encryption information. And means for reproducing a plurality of decryption / decompression states.
【0132】さらに、本発明に係る実施の形態となるデ
ィジタル信号符号化装置及び/又は復号化装置は、入力
信号を時間と周波数について細分化した小ブロックに分
配し、圧縮する手段と、時間について細分化した小ブロ
ックを多重に暗号化する為の直列に接続された手段と、
時間について細分化し、圧縮された小ブロックを単独、
及び/又は多重に暗号化し、同一の圧縮暗号化情報で複
数の暗号復号伸長状態を再現する手段を有するものであ
る。Furthermore, the digital signal encoding apparatus and / or the decoding apparatus according to the embodiment of the present invention distributes an input signal into small blocks subdivided in time and frequency, and compresses the signal. Means connected in series for encrypting the subdivided small blocks in multiples;
Subdivided by time, compressed small blocks alone,
And / or multiplex encryption, and means for reproducing a plurality of decryption / decompression states using the same compressed / encrypted information.
【0133】ここで、上述した各実施の形態のディジタ
ル信号符号化装置及び/又は復号化装置は、さらに次の
ような構成を有するようにしてもよい。Here, the digital signal encoding device and / or the decoding device according to each of the above embodiments may further have the following configuration.
【0134】すなわち、入力ディジタル信号に適応して
情報圧縮のための処理ブロックの時間的長さを可変と
し、当該処理ブロックの入力信号の変化及び外の処理ブ
ロックの入力信号の変化、及び/又はパワー、あるいは
エネルギ又はピーク情報を基に、当該処理ブロックの長
さを決定する処理ブロック長決定手段を設ける。入力信
号に適応して情報圧縮の為の処理ブロックの時間的長さ
を可変とし、当該処理ブロックの入力信号の変化及び時
間的に処理ブロックの最大より長い時間幅の入力信号に
より得られる入力信号の変化情報を基に当該処理ブロッ
クの長さを決定する処理ブロック長決定手段を設ける。
また、これら両処理ブロック長決定手段の両機能を合わ
せもつようにしてもよい。さらに、上記処理ブロック長
決定手段は、処理ブロックの長さを決定する要素の決定
に関与する割合を固定、あるいは入力信号に適応した割
合及び/又は所定の割合(例えば2倍,4倍,8倍等)
で併用若しくは単独で使用することが挙げられる。この
ような処理ブロック長決定手段は、図1のブロックサイ
ズ決定回路206〜208等に相当する。That is, the time length of the processing block for information compression is made variable in accordance with the input digital signal, and the change of the input signal of the processing block and the change of the input signal of the other processing block, and / or A processing block length determining means for determining the length of the processing block based on power, energy, or peak information is provided. The time length of the processing block for information compression is made variable in accordance with the input signal, and the input signal obtained by the change of the input signal of the processing block and the input signal having the time width longer than the maximum of the processing block in time A processing block length determining means for determining the length of the processing block based on the change information.
Further, both functions of these two processing block length determining means may be combined. Further, the processing block length determining means may fix a ratio involved in determining an element for determining the length of the processing block, or a ratio adapted to an input signal and / or a predetermined ratio (for example, 2 times, 4 times, 8 times). Double)
To be used in combination or alone. Such a processing block length determining means corresponds to the block size determining circuits 206 to 208 in FIG.
【0135】また、入力信号は例えばオーディオ信号で
あり、高域程、少なくとも大部分の量子化雑音の発生を
コントロールするブロックの周波数幅を広くしてゆくよ
うにすることが挙げられる。The input signal is, for example, an audio signal, and the higher the frequency, the wider the frequency width of the block that controls the generation of at least most of the quantization noise.
【0136】また、本発明の実施の形態のディジタル信
号符号化装置には、時間軸信号から周波数軸上の複数の
帯域への分割に直交変換を用いる直交変換手段(図1の
MDCT203〜205等)を設け、ディジタル信号復
号化装置には、周波数軸上の複数帯域から時間軸信号へ
の変換に逆直交変換を用いる逆直交変換手段(図15の
逆直交変換回路103〜105等)を設け、上記直交変
換における直交変換サイズの可変と共に当該直交変換時
に使用する窓関数の形状も変化させる直交変換サイズ及
び窓関数形状可変手段とを設けるようにすることも挙げ
られる。このとき、上記時間軸信号から周波数軸上の複
数の帯域への分割の際には、先ず複数の帯域に分割し、
当該分割された帯域毎に複数のサンプルからなるブロッ
クを形成し、各帯域のブロック毎に直交変換を行い係数
データを得、及び/又は、上記周波数軸上の複数帯域か
ら時間軸信号への変換の際には、周波数軸上の複数帯域
から時間軸信号への変換に各帯域のブロック毎に逆直交
変換を行い、各逆直交変換出力を合成して時間軸上の合
成信号を得る。また、直交変換前の時間軸信号から周波
数軸上の複数の帯域への分割における分割周波数幅及び
/又は逆直交変換後の周波数軸上の複数の帯域から時間
軸信号への合成における複数の帯域からの合成周波数幅
を、略高域程広くする。前記分割周波数幅及び/又は前
記合成周波数幅を最低域の連続した2帯域で同一とす
る。さらに、上記ビット割当の際には、略信号通過帯域
以上の帯域の信号成分に対する圧縮符号のメイン情報及
び/又はサブ情報を割り当てないようしてもよい。な
お、前記複数の帯域への分割及び/又は前記複数の帯域
からなる時間軸上の信号への変換にクワドラチャ・ミラ
ー・フィルタ(QMF)を用いることが、また、直交変
換としては、変更離散コサイン変換(MDCT)を用い
ることが挙げられる。The digital signal encoding apparatus according to the embodiment of the present invention includes orthogonal transform means (such as MDCT 203 to 205 in FIG. 1) that use orthogonal transform to divide a time axis signal into a plurality of bands on a frequency axis. ), And the digital signal decoding apparatus is provided with inverse orthogonal transform means (inverse orthogonal transform circuits 103 to 105 in FIG. 15 and the like) using inverse orthogonal transform for converting a plurality of bands on the frequency axis into a time axis signal. In addition, it is also possible to provide an orthogonal transform size and window function shape changing means for changing the orthogonal transform size in the orthogonal transform and also changing the shape of a window function used in the orthogonal transform. At this time, when dividing the time axis signal into a plurality of bands on the frequency axis, first, the signal is divided into a plurality of bands,
A block consisting of a plurality of samples is formed for each of the divided bands, orthogonal transform is performed for each block of each band to obtain coefficient data, and / or conversion from the plurality of bands on the frequency axis to a time axis signal In this case, an inverse orthogonal transform is performed for each block of each band in the conversion from a plurality of bands on the frequency axis to a time axis signal, and the outputs of the inverse orthogonal transforms are combined to obtain a combined signal on the time axis. Further, a divided frequency width in dividing the time axis signal before the orthogonal transform into a plurality of bands on the frequency axis and / or a plurality of bands in the synthesis of the time axis signal from the plurality of bands on the frequency axis after the inverse orthogonal transform. Is increased in the higher frequency range. The divided frequency width and / or the synthesized frequency width are the same in two consecutive lowest bands. Further, at the time of the above-mentioned bit allocation, the main information and / or the sub-information of the compression code may not be allocated to the signal components in the band substantially equal to or higher than the signal pass band. Note that a quadrature-mirror filter (QMF) may be used for the division into the plurality of bands and / or the conversion into a signal on the time axis composed of the plurality of bands. Using a transform (MDCT).
【0137】さらに、上記処理ブロックの入力信号の変
化を基に処理ブロックの時間的長さを決定する際には、
その境界値が入力信号の振幅、周波数に応じて可変とす
る。上記処理ブロックの入力信号の変化を基に処理ブロ
ックの時間的長さを決定する境界値が入力信号の振幅、
周波数に応じて複数の階段状の値をとる。上記外の処理
ブロックの信号が前記処理ブロックの信号に及ぼす聴覚
上の特性を周波数軸上のスペクトル及び/又は直交変換
係数のエネルギ及び/又はパワー又はピーク情報を用い
て計算し、当該処理ブロックの時間的長さの決定を行う
ようにする。上記外の処理ブロックの信号が前記処理ブ
ロックの信号に及ぼす聴覚上の特性を計算する際に用い
る周波数軸上のスペクトル及び/又は直交変換係数を、
圧縮のためのビットの割当及び/又は直交変換係数と共
用する。さらに、本発明のディジタル信号処理装置は、
上記境界値を入力信号の振幅,周波数に応じて可変する
機能と、聴覚上の特性をスペクトル,エネルギ,パワ
ー,ピーク情報を用いて計算して処理ブロックの時間的
長さを決定する機能を合わせもつようにしてもよい。ま
たさらに、上記処理ブロックの入力信号の変化を基に処
理ブロックの時間的長さを決定する際には、入力信号の
周期的変化、及び/又は繰り返しのパルス又は周期的特
徴を基にした判断を行うようにしてもよい。Further, when determining the time length of the processing block based on the change of the input signal of the processing block,
The boundary value is variable according to the amplitude and frequency of the input signal. The boundary value that determines the time length of the processing block based on the change of the input signal of the processing block is the amplitude of the input signal,
It takes a plurality of step-like values according to the frequency. The auditory characteristics of the signal of the other processing block on the signal of the processing block are calculated using the spectrum and / or the energy and / or power or peak information of the orthogonal transform coefficient on the frequency axis, and Make time length decisions. The spectrum on the frequency axis and / or the orthogonal transform coefficient used in calculating the auditory characteristic that the signal of the other processing block exerts on the signal of the processing block,
Shared with bit allocation for compression and / or orthogonal transform coefficients. Furthermore, the digital signal processing device of the present invention
The function to change the boundary value according to the amplitude and frequency of the input signal and the function to calculate the auditory characteristics using the spectrum, energy, power and peak information to determine the time length of the processing block are combined. You may have it. Furthermore, when determining the time length of the processing block based on the change of the input signal of the processing block, the determination based on the periodic change of the input signal and / or the repetitive pulse or the periodic characteristic is performed. May be performed.
【0138】また、本発明に係る信号記録媒体の実施の
形態としては、上述したディジタル信号符号化装置や方
法により圧縮符号化されたディジタル信号を記録したも
のを挙げることができる。Further, as an embodiment of the signal recording medium according to the present invention, there can be mentioned a recording medium of a digital signal which has been compression-encoded by the above-described digital signal encoding apparatus and method.
【0139】さらに、本発明に係るディジタル信号伝送
方法としては、上述したディジタル信号符号化装置や方
法により圧縮符号化されたディジタル信号を伝送するこ
とが挙げられる。Further, a digital signal transmission method according to the present invention includes transmitting a digital signal compressed and encoded by the above-described digital signal encoding device and method.
【0140】このような本発明の実施の形態によれば、
ディジタルオーディオ信号等の圧縮を行ない、暗号化し
て記録メディア或は通信路を介して受信者に配布する場
合において、受信者が選択可能とするために暗号化され
ていない目次あるいは見本の如き情報の添付なしに、複
数の受信者に対して多数の情報を同時に配布して、受信
者が選択的に復号化を行なう、あるいは送信者が選択的
に受信者毎に復号化を許可する事が可能となる。さら
に、受信者毎に情報を選択して暗号化して配布する必要
も無い為、受信者の数が増加しても、配布の際に膨大な
作業量を必要としない。According to such an embodiment of the present invention,
When a digital audio signal or the like is compressed and encrypted and distributed to a receiver via a recording medium or a communication channel, information such as an unencrypted table of contents or a sample is selected so that the receiver can select it. A large number of information can be distributed simultaneously to multiple recipients without attachment, and the recipient can selectively decrypt or the sender can selectively permit decryption for each recipient. Becomes Further, since there is no need to select and encrypt information for each recipient and distribute it, even if the number of recipients increases, a huge amount of work is not required for distribution.
【0141】加えて、同一のデータの配布のみで、受信
者毎に品質、例えば、オーディオデータにおける再生帯
域等の異なる情報を配布する事が可能となる。従って、
各々の品質毎に暗号化した情報をすべてまとめて配布す
る必要が無くなる為、配布する情報量を少なくでき、本
発明の実施の形態を用いて成るディジタル信号処理装置
で圧縮したデータを記録する媒体は、従来のものよりも
記憶容量の有効利用が図れることになる。さらに、本発
明の実施の形態を用いたディジタル信号処理装置で圧縮
したデータを伝送する経路は、従来のものよりも回線の
利用効率を高めることができる。In addition, only by distributing the same data, it is possible to distribute different information such as the quality, for example, the reproduction band of the audio data, to each receiver. Therefore,
A medium for recording data compressed by the digital signal processing device according to the embodiment of the present invention can be reduced because it is not necessary to distribute all pieces of encrypted information for each quality collectively. Means that the storage capacity can be used more effectively than the conventional one. Furthermore, a path for transmitting data compressed by the digital signal processing device using the embodiment of the present invention can increase the line utilization efficiency as compared with the conventional one.
【0142】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、例えば、上記の記録再生媒体と信
号圧縮装置あるいは伸張装置と、さらには、信号圧縮装
置と伸張装置とは一体化されている必要はなく、記録媒
体を介せずに、その間をデータ転送用回線や光ケーブ
ル,光あるいは電波による通信等で結ぶ事も可能であ
る。更に例えば、オーデイオPCM信号のみならず、デ
ィジタル音声(スピーチ)信号やディジタルビデオ信号
等の信号処理装置にも適用可能である。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the above-mentioned recording / reproducing medium and a signal compression device or a decompression device, and further, a signal compression device and a decompression device are integrated. It is not necessary that the communication be performed by a data transfer line, an optical cable, communication by light or radio waves, or the like without using a recording medium. Further, for example, the present invention is applicable not only to audio PCM signals but also to signal processing devices for digital audio (speech) signals and digital video signals.
【0143】また、本発明の実施の形態となる信号記録
媒体としては、上述した光磁気ディスクのみならず、光
ディスク、磁気ディスク、ICメモリ及びそのメモリを
内蔵するカードや、磁気テープ等の各種記録媒体とする
こともできる。The signal recording medium according to the embodiment of the present invention is not limited to the above-described magneto-optical disk, but may be an optical disk, a magnetic disk, an IC memory, a card having the memory, a magnetic tape, or other various recording media. It can also be a medium.
【0144】[0144]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るディジタル信号符号化装置及び方法によれば、
入力ディジタル信号を時間及び周波数の少なくとも一方
について細分化した小ブロックに分配し、周波数軸上の
スペクトルデータを得、上記細分化された小ブロック毎
の圧縮のための割当ビット数を求め、該割当ビット数に
応じた符号化を行い、上記細分化された小ブロックの少
なくとも一部に対して暗号化を施すと共に、該暗号化を
制御するための暗号鍵を生成しているため、同一の符号
化データを用いて、複数の暗号復号状態に応じた複数の
再生品質の再生信号を得ることができる。As is clear from the above description, according to the digital signal encoding apparatus and method according to the present invention,
The input digital signal is divided into small blocks subdivided in at least one of time and frequency, spectrum data on the frequency axis is obtained, and the number of bits to be allocated for compression for each of the subdivided small blocks is obtained. Encoding is performed according to the number of bits, and at least a part of the subdivided small blocks is encrypted, and an encryption key for controlling the encryption is generated. Using the encrypted data, it is possible to obtain a reproduction signal having a plurality of reproduction qualities corresponding to a plurality of encryption / decryption states.
【0145】これは特に、上記暗号化の際の暗号化範囲
や暗号鍵を選択可能とし、暗号鍵や時間経過等に従って
暗号化を制御することにより、符号化されたデータを復
号する際に、暗号鍵によって復号可能な周波数帯域を異
ならせたり、時間経過に伴って復号可能な範囲を変化さ
せたりすることができる。In particular, this makes it possible to select an encryption range and an encryption key at the time of the above-mentioned encryption, and to control the encryption according to the encryption key and the passage of time. The frequency band that can be decrypted can be made different depending on the encryption key, or the range that can be decrypted can be changed over time.
【0146】従って、ディジタル信号の圧縮や暗号化を
行って得られた符号化データを、記録媒体や通信路を介
して受信者に配布する場合に、目次や見本のような情報
を別途添付することなしに、複数の受信者に対して同一
の情報を同時に配布して、受信者が選択的に復号化を行
なうことが可能となり、また送信者で選択的に受信者を
指定して復号化を許可することが可能となる。さらに、
受信者毎に情報を選択して暗号化して配布する必要も無
いため、受信者の数が増加しても、配布の際に膨大な作
業量を必要としない。Therefore, when coded data obtained by performing compression or encryption of a digital signal is distributed to a receiver via a recording medium or a communication path, information such as a table of contents and a sample is separately attached. Without distributing the same information to multiple recipients at the same time, the recipients can selectively decrypt, and the sender can selectively specify the recipients for decryption Can be permitted. further,
Since there is no need to select and encrypt information for each recipient and distribute it, even if the number of recipients increases, a huge amount of work is not required for distribution.
【0147】さらに、同一のデータのみで、受信者毎に
品質の異なる情報を配布することが可能となる。従っ
て、各々の品質毎に暗号化した情報をそれぞれ配布する
必要が無くなるため、配布する情報量を少なくでき、符
号化データの記録媒体としては、従来のものよりも記憶
容量の有効利用が図れることになり、データ伝送の際に
は、従来のものよりも回線の利用効率を高めることがで
きる。Further, it is possible to distribute information having different qualities to each receiver only with the same data. Therefore, since it is not necessary to distribute the encrypted information for each quality, the amount of information to be distributed can be reduced, and the storage capacity of the encoded data recording medium can be more effectively used than the conventional one. Thus, in data transmission, the line utilization efficiency can be improved as compared with the conventional one.
【図1】本発明の一実施の形態としてのディジタル信号
符号化装置の具体例の概略構成を示すブロック回路図で
ある。FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a specific example of a digital signal encoding device as one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態となるディジタル信号符号
化装置が用いられたディジタル信号処理装置としての圧
縮データ記録及び/又は再生装置の一具体例の概略構成
を示すブロック回路図である。FIG. 2 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a specific example of a compressed data recording and / or reproducing device as a digital signal processing device using a digital signal encoding device according to an embodiment of the present invention.
【図3】ビット圧縮の際の直交変換ブロックの構造を表
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of an orthogonal transform block at the time of bit compression.
【図4】直交変換ブロックサイズを決定する回路の構成
例を示すブロック回路図である。FIG. 4 is a block circuit diagram illustrating a configuration example of a circuit that determines an orthogonal transform block size.
【図5】時間的に隣接する直交変換ブロックの時間的長
さの変化と直交変換時に用いるウィンドウ形状の関係を
示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a change in temporal length of orthogonally adjacent orthogonal transform blocks and a window shape used at the time of orthogonal transform.
【図6】直交変換時に用いるウィンドウの形状の具体例
を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of a window shape used at the time of orthogonal transformation.
【図7】ビット配分演算機能を実現する畳込み演算を利
用したビット配分算出回路の例を示すブロック回路図で
ある。FIG. 7 is a block circuit diagram illustrating an example of a bit allocation calculation circuit using a convolution operation for implementing a bit allocation operation function.
【図8】各臨界帯域及びブロックフロ−ティングを考慮
して分割された帯域のスペクトルを示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating spectra of each critical band and a band divided in consideration of block floating.
【図9】マスキングスペクトルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a masking spectrum.
【図10】最小可聴カーブ、マスキングスペクトルを合
成した図である。FIG. 10 is a diagram in which a minimum audible curve and a masking spectrum are combined.
【図11】暗号化を実現する16段のF関数処理を行う
暗号化回路の例を示すブロック回路図である。FIG. 11 is a block circuit diagram illustrating an example of an encryption circuit that performs 16-stage F function processing for implementing encryption.
【図12】暗号化を実現する際に用いるF関数の具体的
処理内容を示すブロック回路図である。FIG. 12 is a block circuit diagram showing specific processing contents of an F function used when implementing encryption.
【図13】暗号化を実現する際に用いる暗号鍵の生成と
制御を行う暗号鍵制御回路の例を示すブロック回路図で
ある。FIG. 13 is a block circuit diagram illustrating an example of an encryption key control circuit that generates and controls an encryption key used when implementing encryption.
【図14】本実施の形態により、暗号化、高能率符合化
されたデータのビットストリームの例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a bit stream of encrypted and highly efficient encoded data according to the present embodiment.
【図15】図2に示すディジタル信号符号化装置に対応
したディジタル信号復号化装置の実施の形態の一具体例
を示すブロック回路図である。FIG. 15 is a block circuit diagram showing a specific example of an embodiment of a digital signal decoding device corresponding to the digital signal encoding device shown in FIG. 2;
【図16】暗号復号化を実現する16段のF関数処理を
行う暗号復号化回路の例を示すブロック回路図である。FIG. 16 is a block circuit diagram illustrating an example of an encryption / decryption circuit that performs 16-stage F-function processing for implementing encryption / decryption.
【図17】暗号復号化を実現する際に用いる暗号復号鍵
の生成と制御を行う暗号鍵制御回路の例を示すブロック
回路図である。FIG. 17 is a block circuit diagram illustrating an example of an encryption key control circuit that generates and controls an encryption / decryption key used when implementing encryption / decryption.
【図18】図1の実施の形態と異なる他の実施の形態の
ディジタル信号符号化装置の一具体例を示すブロック回
路図である。FIG. 18 is a block circuit diagram showing a specific example of a digital signal encoding device according to another embodiment different from the embodiment of FIG. 1;
【図19】図18に示すディジタル信号符号化装置に対
応したディジタル信号復号化装置の実施の形態の一具体
例を示すブロック回路図である。FIG. 19 is a block circuit diagram showing a specific example of an embodiment of a digital signal decoding device corresponding to the digital signal encoding device shown in FIG.
【図20】本発明の実施の形態のディジタル信号復号化
装置の復号化処理の手順を説明するためのフローチャー
トである。FIG. 20 is a flowchart illustrating a procedure of a decoding process of the digital signal decoding device according to the embodiment of the present invention.
1 光磁気ディスク、 53 光学ヘッド、 54 磁
気ヘッド、 56 サーボ制御回路、 57 システム
コントローラ、 61,75 LPF、 6、A/D変
換器、 63 ATCエンコーダ、 64,72 メモ
リ、 65エンコーダ、 66 磁気ヘッド駆動回路、
71 デコーダ、 73 ATCデコーダ、 74
D/A変換器、 101,102 帯域合成フィルタ
(IQMF)、 103,104,105 逆直交変換
回路(IMDCT)、 106,107,108 適応
ビット割当復号化回路、 109〜114 暗号復号回
路、 115 暗号鍵制御回路、 116 暗号鍵表、
201,202 帯域分割フィルタ、 203,20
4,205 直交変換回路(MDCT)、 206,2
07,208 ブロック決定回路、 209 ビット配
分算出回路、 210,211,212 適応ビット割
当符号化回路、 219,220,221暗号化回路、
222 暗号鍵制御回路、 223,224,225
暗号化回路、 302 初期値転置回路、 303〜
318 F関数回路、 319〜334 排他的論理和
回路、 335 最終値転置回路、 337 鍵スケジ
ュール部、 404,405,406 パワー算出回
路、 407 メモリ、 408 変化分抽出回路、
409 パワー比較回路、 410 ブロックサイズ1
次決定回路、 411 ブロックサイズ修正回路、 4
12,413,414ディレイ群、 415 ウィンド
ウ形状決定回路、 503 拡大転置回路、504〜5
11 排他的論理和回路、 512〜519 S−BO
X回路、520 転置回路、 602,603,604
暗号鍵生成回路、 605 空暗号鍵生成回路、 6
06 暗号鍵制御回路、 607〜618 スイッチ回
路、 702 帯域毎エネルギー算出器、 703 畳
込みフィルタ、 704加算器、 705 関数発生
器、 706,708 減算器、 707 合成器、
709 遅延回路、 710 許容雑音補正器、 71
2 最小可聴カーブ発生器、 713 補正情報出力
器、 802 初期値転置回路、 803〜818 F
関数回路、 819〜834 排他的論理和回路、 8
35 最終値転置回路、 837 鍵スケジュール部、
902,903,904 暗号鍵生成回路、 905
空暗号鍵生成回路、 906 暗号鍵制御回路、 9
07〜918 スイッチ回路Reference Signs List 1 magneto-optical disk, 53 optical head, 54 magnetic head, 56 servo control circuit, 57 system controller, 61, 75 LPF, 6, A / D converter, 63 ATC encoder, 64, 72 memory, 65 encoder, 66 magnetic head Drive circuit,
71 decoder, 73 ATC decoder, 74
D / A converter, 101, 102 band synthesis filter (IQMF), 103, 104, 105 inverse orthogonal transform circuit (IMDCT), 106, 107, 108 adaptive bit allocation decoding circuit, 109-114 encryption / decryption circuit, 115 encryption Key control circuit, 116 encryption key table,
201, 202 band division filter, 203, 20
4,205 orthogonal transform circuit (MDCT), 206,2
07,208 block determination circuit, 209 bit allocation calculation circuit, 210, 211, 212 adaptive bit allocation coding circuit, 219, 220, 221 encryption circuit,
222 encryption key control circuit, 223, 224, 225
Encryption circuit, 302 initial value transposition circuit, 303-
318 F function circuit, 319 to 334 exclusive OR circuit, 335 final value transposition circuit, 337 key schedule unit, 404, 405, 406 power calculation circuit, 407 memory, 408 change extraction circuit,
409 power comparison circuit, 410 block size 1
Next decision circuit, 411 Block size correction circuit, 4
12, 413, 414 delay group, 415 window shape determination circuit, 503 enlargement transposition circuit, 504-5
11 Exclusive OR circuit, 512-519 S-BO
X circuit, 520 transposition circuit, 602, 603, 604
Encryption key generation circuit, 605 empty encryption key generation circuit, 6
06 encryption key control circuit, 607 to 618 switch circuit, 702 energy calculator per band, 703 convolution filter, 704 adder, 705 function generator, 706,708 subtractor, 707 synthesizer,
709 delay circuit, 710 allowable noise corrector, 71
2 Minimum audible curve generator, 713 Correction information output device, 802 Initial value transposition circuit, 803-818F
Function circuit, 819-834 Exclusive OR circuit, 8
35 final value transposition circuit, 837 key schedule part,
902, 903, 904 encryption key generation circuit, 905
Empty encryption key generation circuit, 906 Encryption key control circuit, 9
07-918 switch circuit
Claims (25)
タル信号符号化装置において、 上記入力ディジタル信号を時間及び周波数の少なくとも
一方について細分化した小ブロックに分配するブロック
分配手段と、 周波数軸上のスペクトルデータを得るスペクトルデータ
出力手段と、 上記細分化された小ブロック毎の圧縮のための割当ビッ
ト数を求めるビット配分算出手段と、 上記ビット配分算出手段により割り当てられたビット数
に応じた符号化を行う割当ビット符号化手段と、 上記細分化された小ブロックの少なくとも一部に対して
暗号化を施す暗号化手段と、 上記暗号化手段による暗号化を制御するための暗号鍵を
生成する暗号鍵制御手段とを有することを特徴とするデ
ィジタル信号符号化装置。1. A digital signal encoding apparatus for encoding an input digital signal, comprising: block distribution means for distributing the input digital signal into small blocks subdivided in at least one of time and frequency; and spectrum data on a frequency axis. , A bit allocation calculating means for calculating the number of allocated bits for compression for each of the subdivided small blocks, and encoding according to the number of bits allocated by the bit allocation calculating means. Allocated bit encoding means, encryption means for encrypting at least a part of the subdivided small blocks, and encryption key control for generating an encryption key for controlling encryption by the encryption means Means for digital signal encoding.
可能であり、上記暗号鍵制御手段は、上記暗号化手段に
おける暗号化範囲を選択制御することを特徴とする請求
項1記載のディジタル信号符号化装置。2. The encryption device according to claim 1, wherein said encryption means is capable of selecting an encryption range, and said encryption key control means selectively controls an encryption range in said encryption means. Digital signal encoding device.
信号を時間及び周波数について細分化したものであり、
上記スペクトルデータ出力手段は、上記小ブロック毎に
周波数軸上のスペクトルデータを得る直交変換手段を有
し、上記ビット配分手段は、上記スペクトルデータから
許容ノイズスペクトルを求め、得られた許容ノイズスペ
クトルを時間と周波数について細分化した小ブロックに
分配し、圧縮のためのビット割当を行うものであること
を特徴とする請求項1記載のディジタル信号符号化装
置。3. The small block is obtained by subdividing the input digital signal with respect to time and frequency.
The spectrum data output means has orthogonal transform means for obtaining spectrum data on a frequency axis for each of the small blocks, and the bit allocation means obtains an allowable noise spectrum from the spectrum data, and obtains the obtained allowable noise spectrum. 2. The digital signal encoding apparatus according to claim 1, wherein the digital signal is distributed into small blocks subdivided with respect to time and frequency, and bit allocation for compression is performed.
化した小ブロック毎に独立して暗号化するものであり、
上記暗号鍵制御手段は、周波数について細分化した小ブ
ロック毎に独立して暗号化するための暗号鍵を生成する
ものであることを特徴とする請求項1記載のディジタル
信号符号化装置。4. The encryption means encrypts independently for each small block subdivided in frequency,
2. The digital signal encoding apparatus according to claim 1, wherein said encryption key control means generates an encryption key for independently encrypting each small block divided into frequencies.
した小ブロック毎に独立して暗号化するものであり、上
記暗号鍵制御手段は、時間について細分化した小ブロッ
ク毎に独立して暗号化するための暗号鍵を生成するもの
であることを特徴とする請求項1記載のディジタル信号
符号化装置。5. The encryption means independently encrypts each small block divided in time, and the encryption key control means independently encrypts each small block divided in time. 2. The digital signal encoding apparatus according to claim 1, wherein the digital signal encoding apparatus generates an encryption key for encoding.
化した小ブロックを多重に暗号化するための直列に接続
された手段から成るものであり、上記暗号鍵制御手段
は、周波数について細分化した小ブロックを多重に暗号
化するための暗号鍵を生成するものであり、上記暗号化
手段は、上記小ブロックを単独及び/又は多重に暗号化
することを特徴とする請求項1記載のディジタル信号符
号化装置。6. The encrypting means comprises serially connected means for multiplexly encrypting small blocks subdivided with respect to frequency, and the encryption key control means comprises subdivided with respect to frequency. 2. A digital signal according to claim 1, wherein an encryption key for encrypting the small blocks in a multiplex manner is generated, and said encrypting means encrypts said small blocks in a single and / or multiplex manner. Encoding device.
した小ブロックを多重に暗号化するための直列に接続さ
れた手段から成るものであり、上記暗号鍵制御手段は、
時間について細分化した小ブロックを多重に暗号化する
ための暗号鍵を生成するものであり、上記暗号化手段
は、上記小ブロックを単独及び/又は多重に暗号化する
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル信号符号化
装置。7. The encryption means comprises serially connected means for multiplexly encrypting small blocks subdivided with respect to time, and the encryption key control means comprises:
An encryption key for encrypting multiple small blocks subdivided with respect to time is generated, and said encryption means encrypts said small blocks individually and / or multiple. 2. The digital signal encoding device according to 1.
応して情報圧縮のための処理ブロックの時間的長さを可
変とし、当該処理ブロックの入力信号の変化及び外の処
理ブロックの入力信号の変化、及び/又はパワー、ある
いはエネルギ又はピーク情報を基に、当該処理ブロック
の時間的長さを決定する処理ブロック長決定手段を有し
て成ることを特徴とする請求項1記載のディジタル信号
符号化装置。8. The block distributing means changes the time length of a processing block for information compression in accordance with an input signal, and changes the input signal of the processing block and the input signal of another processing block. 2. A digital signal code according to claim 1, further comprising a processing block length determining means for determining a time length of the processing block based on change and / or power, energy or peak information. Device.
応して情報圧縮のための処理ブロックの時間的長さを可
変とし、当該処理ブロックの入力信号の変化及び時間的
に処理ブロックの最大より長い時間幅の入力信号により
得られる入力信号の変化情報を基に当該処理ブロックの
時間的長さを決定する処理ブロック長決定手段を有して
成ることを特徴とする請求項1記載のディジタル信号符
号化装置。9. The block distributing means changes a temporal length of a processing block for information compression in accordance with an input signal, and calculates a change in an input signal of the processing block and a temporal maximum of the processing block. 2. The digital signal according to claim 1, further comprising processing block length determining means for determining a time length of the processing block based on change information of the input signal obtained by the input signal having a long time width. Encoding device.
適応して情報圧縮の為の処理ブロックの時間的長さを可
変とし、当該処理ブロックの入力信号の変化及び外の処
理ブロックの入力信号の変化、及び/又はパワー、ある
いはエネルギ又はピーク情報を基に、該当処理ブロック
の時間的長さを決定する機能、及び、入力信号に適応し
てその処理ブロックの時間的長さを可変とし、当該処理
ブロックの入力信号の変化及び時間的に処理ブロックの
最大より長い時間幅の入力信号により得られる入力信号
の変化情報を基に当該処理ブロックの長さを決定する機
能を、合わせもつ処理ブロック長決定手段を有して成る
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル信号符号化
装置。10. The block distribution means changes the time length of a processing block for information compression in accordance with an input signal, and changes the input signal of the processing block and the input signal of an external processing block. A function of determining the time length of the corresponding processing block based on the change and / or power, or energy or peak information, and making the time length of the processing block variable in accordance with the input signal; A processing block length having a function of determining the length of the processing block based on a change in the input signal of the processing block and change information of the input signal obtained by an input signal having a time width longer than the maximum of the processing block in time. 2. The digital signal encoding apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit.
ブロックの時間的長さを決定する要素の決定に関与する
割合を固定、あるいは入力信号に適応した割合及び/又
は所定の割合で併用若しくは単独で使用することを特徴
とする請求項10記載のディジタル信号符号化装置。11. The processing block length determination means may fix a ratio involved in determining an element for determining a time length of a processing block, or may use a ratio adapted to an input signal and / or a predetermined ratio together or independently. 11. The digital signal encoding apparatus according to claim 10, wherein the digital signal encoding apparatus is used for:
り、高域程、少なくとも大部分の量子化雑音の発生をコ
ントロールするブロックの周波数幅を広くしてゆくこと
を特徴とする請求項1記載のディジタル信号符号化装
置。12. The digital signal according to claim 1, wherein the input signal is an audio signal, and the higher the frequency, the wider the frequency width of a block for controlling the generation of at least most of the quantization noise. Signal encoding device.
間軸信号から周波数軸上の複数の帯域への分割に直交変
換を用いる直交変換手段と、上記直交変換における直交
変換サイズの可変と共に当該直交変換時に使用する窓関
数の形状も変化させる直交変換サイズ及び窓関数形状可
変手段とを有することを特徴とする請求項1記載のディ
ジタル信号符号化装置。13. The spectrum data output means includes: an orthogonal transform means that uses an orthogonal transform to divide a time axis signal into a plurality of bands on a frequency axis; 2. The digital signal encoding apparatus according to claim 1, further comprising an orthogonal transform size and window function shape changing means for changing a shape of a window function to be used.
数の帯域への分割の際には、先ず複数の帯域に分割し、
当該分割された帯域毎に複数のサンプルからなるブロッ
クを形成し、各帯域のブロック毎に直交変換を行い係数
データを得ることを特徴とする請求項13記載のディジ
タル信号符号化装置。14. When dividing the time axis signal into a plurality of bands on the frequency axis, first, the signal is divided into a plurality of bands,
14. The digital signal encoding apparatus according to claim 13, wherein a block including a plurality of samples is formed for each of the divided bands, and coefficient data is obtained by performing orthogonal transformation for each block of each band.
ジタル信号符号化方法において、 上記入力ディジタル信号を時間及び周波数の少なくとも
一方について細分化した小ブロックに分配する工程と、 スペクトルデータから許容ノイズスペクトルを求める工
程と、 求めた許容ノイズスペクトルを時間と周波数について細
分化した小ブロックに分配し、圧縮のためのビット割当
を行うビット割当工程と、 割り当てられたビット数に応じて符号化を行う工程と、 時間及び周波数の少なくとも一方について細分化した小
ブロックの少なくとも一部に対して暗号化する工程と、 上記少なくとも一部の小ブロックを暗号化するための暗
号鍵を生成する工程とを有することを特徴とするディジ
タル信号符号化方法。15. A digital signal encoding method for encoding an input digital signal, comprising: distributing the input digital signal into small blocks subdivided in at least one of time and frequency; and obtaining an allowable noise spectrum from the spectrum data. A step of distributing the obtained allowable noise spectrum into small blocks subdivided with respect to time and frequency, and performing a bit allocation step of performing bit allocation for compression; and a step of performing encoding according to the allocated number of bits, Encrypting at least a part of the small blocks subdivided with respect to at least one of time and frequency; and generating an encryption key for encrypting the at least some of the small blocks. Digital signal encoding method.
くとも一方について細分化した小ブロック毎に独立して
暗号化することを特徴とする請求項15記載のディジタ
ル信号符号化方法。16. The digital signal encoding method according to claim 15, wherein said encryption is performed independently for each of small blocks divided into at least one of time and frequency.
くとも一方について細分化した小ブロックを多重に暗号
化することを特徴とする請求項15記載のディジタル信
号符号化方法。17. The digital signal encoding method according to claim 15, wherein said encryption multiplexes small blocks subdivided in at least one of time and frequency.
するディジタル信号復号化装置において、 上記符号化されたディジタル信号は、元の入力ディジタ
ル信号を時間及び周波数の少なくとも一方について細分
化した小ブロックに分配し、スペクトルデータから許容
ノイズスペクトルを求め、求めた許容ノイズスペクトル
を時間と周波数について細分化した小ブロックに分配
し、圧縮のためのビット割当を行い、割り当てられたビ
ット数に応じた符号化を行い、時間及び周波数の少なく
とも一方について細分化した小ブロックの少なくとも一
部に対して選択的に暗号化が施されて得られたものであ
り、 上記符号化されたディジタル信号の上記小ブロックの少
なくとも一部に対する暗号化を復号する暗号復号手段
と、 上記暗号復号のための情報及び暗号鍵情報が入力され上
記暗号復号手段での暗号復号を制御する暗号鍵制御手段
と、 上記符号化の逆処理としての上記小ブロック毎の復号化
を行う復号化手段と、 上記小ブロック毎に復号化された信号を合成する合成手
段とを有することを特徴とするディジタル信号復号化装
置。18. A digital signal decoding apparatus for decoding an encoded digital signal, wherein the encoded digital signal is converted into a small block obtained by subdividing an original input digital signal in at least one of time and frequency. Distribution, obtaining an allowable noise spectrum from the spectrum data, distributing the obtained allowable noise spectrum into small blocks subdivided in time and frequency, performing bit allocation for compression, and encoding according to the allocated number of bits. Is obtained by selectively encrypting at least a part of the small block subdivided for at least one of time and frequency, and the small block of the encoded digital signal is obtained. Encryption / decryption means for decrypting at least a part of the encryption, and information for the encryption / decryption And encryption key information, and encryption key control means for controlling encryption / decryption by the encryption / decryption means; decryption means for performing decryption for each small block as reverse processing of the encoding; and for each small block. And a synthesizing means for synthesizing the decoded signal.
くとも一方について細分化した小ブロック毎に独立して
暗号化が行われ、上記暗号復号手段は、上記小ブロック
毎に独立して暗号復号を行うものであることを特徴とす
る請求項18記載のディジタル信号復号化装置。19. In the encryption, encryption is performed independently for each small block subdivided in at least one of time and frequency, and the encryption / decryption unit performs encryption / decryption independently for each small block. 19. The digital signal decoding apparatus according to claim 18, wherein the decoding is performed.
くとも一方について細分化した小ブロックを多重に暗号
化が行われ、上記暗号復号手段は、上記小ブロックを多
重に暗号化された暗号を復号するための直列に接続され
た手段から成るものであることを特徴とする請求項18
記載のディジタル信号復号化装置。20. In the encryption, small blocks subdivided in at least one of time and frequency are encrypted in a multiplex manner, and the encryption / decryption means decrypts the encryption in which the small blocks are multiplexed. 19. A method according to claim 18, comprising means connected in series.
A digital signal decoding device according to claim 1.
するディジタル信号復号化方法において、 上記符号化されたディジタル信号は、元の入力ディジタ
ル信号を時間及び周波数の少なくとも一方について細分
化した小ブロックに分配し、スペクトルデータから許容
ノイズスペクトルを求め、求めた許容ノイズスペクトル
を時間と周波数について細分化した小ブロックに分配
し、圧縮のためのビット割当を行い、割り当てられたビ
ット数に応じた符号化を行い、時間及び周波数の少なく
とも一方について細分化した小ブロックの少なくとも一
部に対して選択的に暗号化が施されて得られたものであ
り、 上記符号化されたディジタル信号の上記小ブロックの少
なくとも一部に対する暗号化を復号する暗号復号工程
と、 上記暗号復号のための情報及び暗号鍵情報に応じて上記
暗号復号工程での暗号復号を制御する工程と、 上記符号化の逆処理としての上記小ブロック毎の復号化
を行う工程と、 上記小ブロック毎に復号化された信号を合成する工程と
を有することを特徴とするディジタル信号復号化方法。21. A digital signal decoding method for decoding an encoded digital signal, wherein the encoded digital signal is converted into small blocks obtained by subdividing an original input digital signal with respect to at least one of time and frequency. Distribution, obtaining an allowable noise spectrum from the spectrum data, distributing the obtained allowable noise spectrum into small blocks subdivided in time and frequency, performing bit allocation for compression, and encoding according to the allocated number of bits. Is obtained by selectively encrypting at least a part of the small block subdivided for at least one of time and frequency, and the small block of the encoded digital signal is obtained. An encryption / decryption step of decrypting at least a part of the encryption, and information for the encryption / decryption. Controlling the encryption / decryption in the encryption / decryption step in accordance with the encryption key information; and performing the decoding for each small block as a reverse process of the encoding; and decoding for each small block. Synthesizing a signal.
れて成る信号記録媒体において、 上記符号化されたディジタル信号は、元の入力ディジタ
ル信号を時間及び周波数の少なくとも一方について細分
化した小ブロックに分配し、スペクトルデータから許容
ノイズスペクトルを求め、求めた許容ノイズスペクトル
を時間と周波数について細分化した小ブロックに分配
し、圧縮のためのビット割当を行い、割り当てられたビ
ット数に応じた符号化を行い、時間及び周波数の少なく
とも一方について細分化した小ブロックの少なくとも一
部に対して選択的に暗号化が施されて得られたものであ
ることを特徴とする信号記録媒体。22. A signal recording medium on which an encoded digital signal is recorded, wherein the encoded digital signal is divided into small blocks obtained by subdividing an original input digital signal in at least one of time and frequency. Then, an allowable noise spectrum is obtained from the spectrum data, the obtained allowable noise spectrum is distributed to small blocks subdivided with respect to time and frequency, bits are allocated for compression, and encoding is performed according to the allocated number of bits. A signal recording medium obtained by selectively encrypting at least a part of small blocks obtained by subdividing at least one of time and frequency.
するディジタル信号伝送方法において、 上記入力ディジタル信号を時間及び周波数の少なくとも
一方について細分化した小ブロックに分配する工程と、 スペクトルデータから許容ノイズスペクトルを求める工
程と、 求めた許容ノイズスペクトルを時間と周波数について細
分化した小ブロックに分配し、圧縮のためのビット割当
を行うビット割当工程と、 割り当てられたビット数に応じて符号化を行う工程と、 時間及び周波数の少なくとも一方について細分化した小
ブロックの少なくとも一部に対して暗号化する工程と、 上記少なくとも一部の小ブロックを暗号化するための暗
号鍵を生成する工程と、 符号化されたディジタル信号を伝送する工程とを有する
ことを特徴とするディジタル信号符号化方法。23. A digital signal transmission method for encoding and transmitting an input digital signal, comprising the steps of: distributing the input digital signal into small blocks subdivided in at least one of time and frequency; A step of determining, distributing the obtained allowable noise spectrum into small blocks subdivided with respect to time and frequency, and performing a bit allocation step of performing bit allocation for compression; and a step of performing encoding according to the allocated number of bits. Encrypting at least a part of the small blocks subdivided in at least one of time and frequency; and generating an encryption key for encrypting the at least some of the small blocks. Transmitting a digital signal, Signal encoding method.
くとも一方について細分化した小ブロック毎に独立して
暗号化することを特徴とする請求項23記載のディジタ
ル信号伝送方法。24. The digital signal transmission method according to claim 23, wherein the encryption is performed independently for each of small blocks divided into at least one of time and frequency.
くとも一方について細分化した小ブロックを多重に暗号
化することを特徴とする請求項23記載のディジタル信
号伝送方法。25. The digital signal transmission method according to claim 23, wherein in the encryption, a small block segmented in at least one of time and frequency is multiplexed and encrypted.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009513049A (en) * | 2005-10-21 | 2009-03-26 | サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク−セ・エン・エール・エス− | Method for secure data transfer |
US7930185B2 (en) | 2005-09-05 | 2011-04-19 | Fujitsu Limited | Apparatus and method for controlling audio-frame division |
CN112881308A (en) * | 2021-01-22 | 2021-06-01 | 浙江大学 | Spectrum camera based on wide spectrum coding and deep learning |
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1997
- 1997-07-03 JP JP17864797A patent/JP4499197B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2009513049A (en) * | 2005-10-21 | 2009-03-26 | サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク−セ・エン・エール・エス− | Method for secure data transfer |
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