JPWO2017203976A1 - 圧縮符号化装置及び方法、復号装置及び方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

本開示は、より圧縮率の高いロスレス圧縮技術を提供することができるようにする圧縮符号化装置及び方法、復号装置及び方法、並びにプログラムに関する。GOBデータ構成部は、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループのデジタルデータでGOBデータを構成する。テーブル生成部は、GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成する。エンコード部は、GOBデータを構成する各ブロックのデジタルデータを、変換テーブルを用いて圧縮符号化する。本技術は、例えば、オーディオ信号の圧縮符号化等に適用できる。

Description

本開示は、圧縮符号化装置及び方法、復号装置及び方法、並びにプログラムに関し、特に、より圧縮率の高いロスレス圧縮技術を提供することができるようにする圧縮符号化装置及び方法、復号装置及び方法、並びにプログラムに関する。

近年、音楽用CD（CD-DA）を超える音質のオーディオデータであるハイレゾリューション音源による音楽配信が行われるようになってきている。96kHz/24bit等のPCM(Pulse Code Modulation)の音源に対してはFLAC(Free Lossless Audio Codec)のようなロスレス圧縮技術（可逆圧縮技術）があり、配信に用いられている。

一方、PCMでなく1bit信号である△Σ変調されたデジタル信号（DSD(Direct Stream Digital)データ)を対象とすると、ロスレス圧縮技術はフィリップス社の開発したDST(Direct Stream Transfer)という技術があり、スーパーオーディオCD(SACD)のディスクを作る際に用いられている。

しかしながら、この技術は1bitの信号処理を基本としており、バイト単位の処理を基本とするCPUでのソフトウェア処理には不向きな手法であるため、SACDプレーヤ等ではハードウェア（LSI）で実装されている。ソフトウェアで処理しようとすると処理量が重いため、一般的な組み込み系CPUでは処理できない。

したがって、DSDデータを用いてオーディオ信号を配信する場合に於いては、モバイル系の端末による実行も考慮し、一般的な組み込み系CPUでも処理可能なロスレス圧縮技術が求められている。

本出願人は、DSDデータを用いたオーディオ信号のロスレス圧縮技術として、特許文献１において、4bit単位で過去のデータを参照して、現在のデータを2bitに圧縮する技術を提案している。

特開平９−７４３５８号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、データの圧縮率がさほど大きくなく、より圧縮率の高いロスレス圧縮技術が求められる。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より圧縮率の高いロスレス圧縮技術を提供することができるようにするものである。

本開示の第１の側面の圧縮符号化装置は、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成するGOBデータ構成部と、前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成するテーブル生成部と、前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化するエンコード部とを備える。

本開示の第１の側面の圧縮符号化方法は、圧縮符号化装置が、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成し、前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成し、前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化するステップを含む。

本開示の第１の側面のプログラムは、コンピュータを、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成するGOBデータ構成部と、前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成するテーブル生成部と、前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化するエンコード部として機能させるものである。

本開示の第１の側面においては、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータが構成され、前記GOBデータを符号化するための変換テーブルが生成され、前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータが、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化される。

本開示の第２の側面の復号装置は、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得するデータ取得部と、前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号するデコード部とを備える。

本開示の第２の側面の復号方法は、復号装置が、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得し、前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号するステップを含む。

本開示の第２の側面のプログラムは、コンピュータを、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得するデータ取得部と、前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号するデコード部として機能させるものである。

本開示の第２の側面においては、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータが取得され、前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データが前記変換テーブルを用いて復号される。

なお、プログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、又は、記録媒体に記録して、提供することができる。

圧縮符号化装置及び復号装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。

本開示の第１及び第２の側面によれば、より圧縮率の高いロスレス圧縮技術を提供することができる。

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本開示に係る圧縮符号化装置の構成例を示すブロック図である。 DSDデータ生成部及びDSDデータ符号化部の詳細構成を示すブロック図である。 データ発生カウントテーブルの作成方法を説明する図である。 変換テーブルを説明する図である。 エンコード部の構成例を示すブロック図である。 GOBデータ圧縮符号化処理を説明するフローチャートである。 DSDロスレスペイロードの構成を説明する図である。 DSD_lossless_payload()のシンタクス例を示す図である。 DSD_lossless_gob_configuration()のシンタクス例を示す図である。 DSD_lossless_gob()のシンタクス例を示す図である。 DSD_lossless_gob_header()のシンタクス例を示す図である。 DSD_lossless_gob_data()のシンタクス例を示す図である。 各ブロックの構成を示す図である。 DSD_lossless_block()のシンタクス例を示す図である。 DSD_frame_header()のシンタクス例を示す図である。 DSDデータ送信処理を説明するフローチャートである。 本開示に係る復号装置の構成例を示すブロック図である。 DSDデータ復号部の詳細構成を示すブロック図である。 GOBデータ復号処理を説明するフローチャートである。 DSDデータ受信処理を説明するフローチャートである。 本技術を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．圧縮符号化装置（DSDデータを生成し、圧縮符号化する装置）
２．復号装置（圧縮符号化装置で圧縮符号化されたDSDデータを復号する装置）
３．コンピュータ構成例

＜１．圧縮符号化装置＞
＜圧縮符号化装置のブロック図＞
図１は、本開示に係る圧縮符号化装置の構成例を示すブロック図である。

図１に示される圧縮符号化装置１００は、アナログのオーディオ信号をΣ△（シグマデルタ）変調によりデジタル信号に変換し、変換後のオーディオ信号を圧縮符号化して出力する装置である。

圧縮符号化装置１００は、DSDデータ生成部１２１、GOBデータ構成部１２２、DSDデータ符号化部１２３、ペイロード生成部１２４、及び、データ送信部１２５により構成される。

DSDデータ生成部１２１は、入力されてくるアナログのオーディオ信号をΣ△変調によりデジタル化（AD変換）することにより、1bit信号でデルタシグマ変調されたデジタル信号であるDSDデータを生成し、GOBデータ構成部１２２に出力する。

GOBデータ構成部１２２は、DSDデータ生成部１２１から供給されるDSDデータの１フレームを１ブロック（1block）として、複数ブロックのDSDデータで１グループ（GOB：Group of Blocks）のDSDデータを構成する。そして、GOBデータ構成部１２２は、構成した１グループのDSDデータ（以下、GOBデータともいう）を、後段のDSDデータ符号化部１２３に出力する。

ここで、１フレームとは、オーディオ信号を所定の時間（期間）に区切って１まとまりとみなす単位であり、本実施の形態では、46msecの再生時間となる131072ビット分のデータを１フレームとする。また、１フレームのオーディオ信号には、RチャンネルとLチャンネルのステレオ（２チャンネル）のオーディオ信号が含まれる。

DSDデータ生成部１２１は、例えば、スーパーオーディオCD(SACD)で用いられているCDのサンプリング周波数44.1kHzの64倍のサンプリング周波数（2.8MHz）で１ビットの信号にAD変換する。GOBデータ構成部１２２は、その2.8MHzのDSDデータをフレーム単位に区切り、それを１ブロックとして、１０ブロック単位にまとめる。そして、GOBデータ構成部１２２は、１０ブロックのDSDデータで構成されるGOBデータをDSDデータ符号化部１２３に出力する。

DSDデータ符号化部１２３は、GOBデータ構成部１２２から供給されるGOBデータを圧縮符号化し、圧縮符号化後のデータをペイロード生成部１２４に出力する。DSDデータ符号化部１２３が行う圧縮符号化の詳細については後述するが、DSDデータ符号化部１２３は、１０ブロックのDSDデータで構成されるGOBデータを、ブロック単位でロスレス圧縮（可逆圧縮）を行う。

ペイロード生成部１２４は、DSDデータ符号化部１２３から供給される圧縮符号化後のデータからDSDロスレスペイロードを生成し、データ送信部１２５に出力する。DSDロスレスペイロードには、後述するように、各ブロックのDSDデータを可逆圧縮した圧縮データと、その圧縮符号化に用いた変換テーブルtable1などが含まれる。

データ送信部１２５には、１グループ（GOB）のDSDデータが圧縮符号化されたDSDロスレスペイロードが、ペイロード生成部１２４から順次供給される。データ送信部１２５は、複数のDSDロスレスペイロードで構成されるDSDロスレスストリームを、例えば、MPEG-DASH（Moving Picture Experts Group phase − Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）の規格に準拠したストリーム配信形式で他の装置（受信装置）に送信する。

＜詳細構成ブロック図＞
図２は、DSDデータ生成部１２１及びDSDデータ符号化部１２３の詳細構成を示すブロック図である。なお、図２には、GOBデータ構成部１２２も図示されている。

DSDデータ生成部１２１は、加算器２１、積分器２２、比較器２３、１サンプル遅延回路２４、及び、１ビットDAC２５により構成される。

入力されてくるアナログのオーディオ信号は、加算器２１に供給される。加算器２１は、１ビットDAC２５から供給された１サンプル期間前のアナログのオーディオ信号と、入力されてきたオーディオ信号とを加算して、積分器２２に出力する。

積分器２２は、加算器２１からのオーディオ信号を積分して比較器２３に出力する。比較器２３は、入力オーディオ信号の中点電位と比較されて１サンプル期間ごとに１ビット量子化する。サンプル期間の周波数（サンプリング周波数）は、従来の４８ｋHz、４４．１ｋHzに対して、その６４倍あるいは１２８倍の周波数が用いられる。比較器２３は、１ビット量子化したオーディオ信号を、GOBデータ構成部１２２に出力するとともに、１サンプル遅延回路２４に供給する。

１サンプル遅延回路２４は、比較器２３からのオーディオ信号を１サンプル期間分遅延させて１ビットDAC２５に出力する。１ビットDAC２５は、１サンプル遅延回路２４からのデジタル信号をアナログ信号に変換して加算器２１に出力する。

以上のように構成されるDSDデータ生成部１２１は、入力されたオーディオ信号を、１ビットのデジタル信号に変換（AD変換）して、GOBデータ構成部１２２に出力する。このΣ△変調のAD変換によれば、サンプル期間の周波数（サンプリング周波数）を充分高くすることによって、例えば１ビットの少ないビット数でも広いダイナミックレンジのデジタル音声信号を得ることができる。

本実施の形態では、DSDデータ生成部１２１には、ステレオ（２チャンネル）のオーディオ信号が入力され、DSDデータ生成部１２１は、それを４４．１ｋHzの６４倍のサンプリング周波数で１ビットの信号（DSDデータ）にAD変換してGOBデータ構成部１２２に出力する。

なお、Σ△変調では、量子化のビット数を２ビットあるいは４ビットとすることもできる。

GOBデータ構成部１２２は、DSDデータ生成部１２１から供給されるDSDデータを一時蓄積し、GOB単位で後段のDSDデータ符号化部１２３に供給する。上述したように、GOBは、例えば１０ブロックで構成され、１ブロックは、例えば46msecの再生時間となる131072ビット分のデータとされる。なお勿論、GOBを構成するブロック数、及び、１ブロックを構成するDSDデータのビット数は、これに限定されるものではなく、任意の値に設定することができる。

DSDデータ符号化部１２３は、制御部３１、エンコード部３２、符号化データバッファ３３、及び、データ量比較部３４を有する。

制御部３１は、DSDデータ符号化部１２３全体の動作を制御する。また、制御部３１は、エンコード部３２が圧縮符号化を行うために必要となる変換テーブルtable1を作成して、エンコード部３２に供給する機能を有する。

具体的には、制御部３１は、GOBデータ構成部１２２から供給されるGOBデータを用いて、データ発生カウントテーブルpretableを作成し、データ発生カウントテーブルpretableからさらに変換テーブルtable1を作成する。制御部３１は、作成した変換テーブルtable1を、エンコード部３２と後段のペイロード生成部１２４に供給する。変換テーブルtable1は、GOB単位で作成（更新）され、エンコード部３２とペイロード生成部１２４に供給される。

エンコード部３２は、制御部３１から供給された変換テーブルtable1を用いて、GOBデータ構成部１２２から供給される各ブロックのDSDデータを４ビット単位で圧縮符号化する。したがって、エンコード部３２には、GOBデータ構成部１２２から、制御部３１に供給されるタイミングと同時にGOBデータ（１０ブロックのDSDデータ）が供給されるが、エンコード部３２では、制御部３１から変換テーブルtable1が供給されるまで処理は待機される。

圧縮符号化の詳細は、図３乃至図５を参照して後述するが、エンコード部３２は、４ビットのDSDデータを、２ビットのデータに符号化するか、または、６ビットのデータに符号化して、符号化データバッファ３３に出力する。

符号化データバッファ３３は、エンコード部３２で圧縮符号化されたDSDデータである圧縮データを一時的にバッファリングし、データ量比較部３４とペイロード生成部１２４に供給する。

データ量比較部３４は、GOBデータ構成部１２２から供給されるDSDデータ（以下、非圧縮データともいう。）と、符号化データバッファ３３から供給される圧縮データのデータ量（圧縮度）を、ブロック単位で比較する。エンコード部３２は、上述したように、４ビットのDSDデータを、２ビットのデータか、または６ビットのデータに符号化するため、アルゴリズム上、圧縮後のデータ量が、圧縮前のデータ量を超えてしまう場合もあり得るためである。そこで、データ量比較部３４は、圧縮データと非圧縮データのデータ量を比較して、データ量の少ない方を選択し、どちらを選択したかを示す選択制御データをペイロード生成部１２４に供給する。なお、データ量比較部３４は、非圧縮データを選択したことを示す選択制御データをペイロード生成部１２４に供給する場合には、非圧縮データもペイロード生成部１２４に供給する。選択制御データは、送信データを受け取る受信側の装置から見れば、ペイロード生成部１２４から送信されてくるオーディオデータが、エンコード部３２で圧縮符号化されたデータか否かを表すフラグであるといえる。

以上のように構成されるDSDデータ符号化部１２３からは、GOBを構成する１０ブロックについて各ブロックのデータ（圧縮データまたは非圧縮データ）と、そのデータが圧縮データまたは非圧縮データのどちらであるかを表す選択制御データ、及び、GOBを構成する１０ブロックに対して用いた変換テーブルtable1のデータが、ペイロード生成部１２４に供給される。

＜DSDデータの圧縮符号化方式の説明＞
次に、図３乃至図５を参照して、DSDデータ符号化部１２３が行うDSDデータの圧縮符号化について説明する。

＜データ発生カウントテーブルの作成方法＞
初めに、制御部３１によるデータ発生カウントテーブルpretableの作成方法について説明する。

制御部３１は、GOB単位のDSDデータに対して、データ発生カウントテーブルpretableを作成するが、GOBデータ構成部１２２から供給されるGOB単位のDSDデータを、４ビット単位で以下のように表す。
・・・D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1],D4[n],D4[n+1],D4[n+2],D4[n+3],・・・
ここで、D4[n]は、４ビットの連続データを表し、以下では、D4データともいう（ｎ＞３）。

制御部３１は、過去の３つのD4データ（過去の１２ビットデータ）の次のD4データの発生回数をカウントし、図３に示されるデータ発生カウントテーブルpretable[4096][16]を作成する。ここで、データ発生カウントテーブルpretable[4096][16]の[4096]と[16]は、データ発生カウントテーブルpretableが４０９６行１６列のテーブル（行列）であることを表し、[0]乃至[4095]の各行は、過去の３つのD4データがとり得る値（過去のビットパターン）に対応し、[0]乃至[15]の各列は、次のD4データがとり得る値に対応する。

具体的には、データ発生カウントテーブルpretableの１行目であるpretable[0][0]乃至[0][15]は、過去の３つのD4データD4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]が“０”=｛0000,0000,0000｝だった時の次のデータの発生回数を示しており、過去３つのデータが“０”だった次の４ビットは“０”であった回数が369a(HEX表記)であって、ほかのデータはなかったことを示している。

データ発生カウントテーブルpretableの２行目であるpretable[1][0]乃至[1][15]は、過去の３つのD4データD4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]が“１”=｛0000,0000,0001｝だった時の次のデータの発生回数を示している。データ発生カウントテーブルpretableの２行目の全ての要素が“０”であるのは、過去データとして３つのD4データが“１”となるデータが、この１フレーム内に存在しなかったことを示している。

また、図３では、データ発生カウントテーブルpretableの１１８行目であるpretable[117][0]乃至[117][15]は、過去の３つのD4データD4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]が“１１７”=｛0000,0111,0101｝だった時の次のデータの発生回数を示している。このデータでは、過去３つのデータが“１１７”だった次の４ビットが“０”であった回数が０回であり、“１”であった回数が１回であり、“２”であった回数が１０回であり、“３”であった回数が１８回であり、“４”であった回数が２０回であり、“５”であった回数が３１回であり、“６”であった回数が１１回であり、“７”であった回数が０回であり、“８”であった回数が４回であり、“９”であった回数が１２回であり、“１０”であった回数が５回であり、“１１”乃至“１５”であった回数が０回であったことを示している。

制御部３１は、以上のようにして、１フレームのDSDデータに対して、過去の３つのD4データ（過去の１２ビットデータ）の次のD4データの発生回数をカウントし、データ発生カウントテーブルpretableを作成する。

＜変換テーブルの作成方法＞
次に、制御部３１による変換テーブルtable1の作成方法について説明する。

制御部３１は、先に作成したデータ発生カウントテーブルpretableに基づいて、４０９６行３列の変換テーブルtable1[4096][3]を作成する。ここで、変換テーブルtable1[4096][3]の各行[0]乃至[4095]は、過去の３つのD4データがとり得る値に対応し、各列[0]乃至[2]には、次のD4データがとり得る１６個の値のうち、発生頻度が大きかった３つの値が格納される。変換テーブルtable1[4096][3]の第１列[0]には、発生頻度が最も大きい（１番目の）値が格納され、第２列[1]には、発生頻度が２番目の値が格納され、第３列[2]には、発生頻度が３番目の値が格納される。

図４は、図３に示したデータ発生カウントテーブルpretableに対応する変換テーブルtable1[4096][3]の例を示している。

変換テーブルtable1[4096][3]の１１８行目であるtable1[117][0]乃至[117][2]は、{05,04,03}となっている。これは、図３のデータ発生カウントテーブルpretableの１１８行目のpretable[117][0]乃至[117][15]の内容と対応している。

図３におけるデータ発生カウントテーブルpretableの１１８行目のpretable[117][0]乃至[117][15]では、発生頻度が最も大きい（１番目の）値は、３１回発生した“５”であり、発生頻度が２番目の値は、２０回発生した“４”であり、発生頻度が３番目の値は、１８回発生した“３”である。これにより、変換テーブルtable1[4096][3]の第１１８行第１列table1[117][0]には、｛05｝が格納され、第１１８行第２列table1[117][1]には、｛04｝が格納され、第１１８行第３列table1[117][2]には、｛03｝が格納されている。

同様に、変換テーブルtable1[4096][3]の１行目のtable1[0][0]乃至[0][2]は、図３のデータ発生カウントテーブルpretableの１行目のpretable[0][0]乃至[0][15]の内容と対応している。

図３のデータ発生カウントテーブルpretableの１行目のpretable[0][0]乃至[0][15]では、発生頻度が最も大きい（１番目の）値は、３６９ａ(HEX表記)回発生した“０”であり、それ以外の値は発生していない。そこで、変換テーブルtable1[4096][3]の第１行第１列table1[0][0]には、｛00｝が格納され、第１行第２列table1[0][1]と第１行第３列table1[0][2]には、データが存在しないことを表す｛ff｝が格納されている。データが存在しないことを表す値は、｛ff｝に限られず、適宜決定することができる。変換テーブルtable1の各要素に格納される値は、“０”から“１５”までのいずれかであるので、４ビットで表現できるが、コンピュータ処理上、扱いを容易にするために８ビットで表現されている。

以上のようにして、先に作成したデータ発生カウントテーブルpretableに基づいて、４０９６行３列の変換テーブルtable1[4096][3]が作成され、エンコード部３２に供給される。

＜エンコード部３２による圧縮符号化方法＞
次に、エンコード部３２による、変換テーブルtable1を用いた圧縮符号化方法について説明する。

例えば、GOBデータ構成部１２２から供給されるDSDデータ
・・・D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1],D4[n],D4[n+1],D4[n+2],D4[n+3],・・・
のうち、エンコード部３２が、D4[n]を符号化する場合について説明する。

D4[n]を符号化する場合、エンコード部３２は、その直前の過去の１２ビットのデータであるD4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]を一塊の１２ビットのデータとみなして、変換テーブルtable1[4096][3]の、D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]が示すアドレス（行）の３つの値、
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][0],
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][1],
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][2]
を検索する。

エンコード部３２は、変換テーブルtable1[4096][3]の、D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]が示すアドレス（行）の３つの値、
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][0],
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][1],
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][2]
のなかにD4[n]と同じものがあり、
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][0]と同じ場合は、D4[n]を“01b”と２ビットに変換し、
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][1]と同じ場合は、D4[n]を“10b”と２ビットに変換し、
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][2]と同じ場合は、D4[n]を“11b”と２ビットに変換する。

一方、エンコード部３２は、変換テーブルtable1[4096][3]の、D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]が示すアドレス（行）の３つの値のなかに同じものが無ければ、“00b+ D4[n]”のように、D4[n]の前に“00b”をつけて６ビットに変換する。ここで、“01b”、“10b”、“11b”、“00b+ D4[n]”のbは、２進表記であることを表す。

以上のようにして、エンコード部３２は、変換テーブルtable1を用いて、４ビットのDSDデータD4[n]を、２ビットのデータ“01b”、“10b”若しくは“11b”に変換するか、または、６ビットのデータ“00b+D4[n]”に変換して、符号化データバッファ３３に出力する。

＜エンコード部３２の詳細構成＞
図５は、上述した圧縮符号化を行うエンコード部３２の構成例を示す図である。

GOBデータ構成部１２２から供給された４ビットのDSDデータ（例えば、D4[n]）は、４ビットを格納するレジスタ５１に記憶される。また、レジスタ５１の出力は、セレクタ５５の１つの入力端子５６ａと、１２ビットを格納するレジスタ５２とつながっており、レジスタ５２には、レジスタ５１に記憶されている４ビットのDSDデータの直前の過去の１２ビットのデータ（例えば、D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]）が格納されている。

変換テーブル処理部５３は、制御部３１から供給された変換テーブルtable1を有している。

変換テーブル処理部５３は、レジスタ５２に格納されている１２ビットのデータ（例えば、D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]）が示すアドレスの３つの値、
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][0],
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][1],
table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][2]
のなかに、レジスタ５１に格納されている４ビットのデータ（例えば、D4[n]）があるか否かを検索し、ある場合には、同じ値が格納されている列に対応する値、即ち、“01b”、“10b”、または“11b”のいずれかを、２ビットのレジスタ５４に記憶させる。２ビットのレジスタ５４に記憶されたデータは、セレクタ５５の１つの入力端子５６ｃに供給される。

一方、変換テーブル処理部５３は、レジスタ５２に格納されている１２ビットのデータ（例えば、D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]）が示すアドレスの３つの値のなかに、レジスタ５１に格納されている４ビットのデータ（例えば、D4[n]）がない場合には、変換をしないことを示す信号（以下、変換無信号という。）を、セレクタ５５に出力する。

セレクタ５５は、３つの入力端子５６ａ乃至５６ｃのなかの１つを選択し、その選択された入力端子５６から取得されるデータを出力端子５７から出力する。

入力端子５６ａには、レジスタ５１に記憶された４ビットのDSDデータ（例えば、D4[n]）が供給され、入力端子５６ｂには、“00b”が供給され、入力端子５６ｃには、レジスタ５４に記憶された２ビットの変換データが供給される。

セレクタ５５は、変換テーブル処理部５３から、変換しないことを示す変換無信号が供給された場合には、入力端子５６ｂを選択して“00b”を出力端子５７から出力した後、入力端子５６ａを選択して、レジスタ５１に記憶された４ビットのDSDデータ（例えば、D4[n]）を出力端子５７から出力する。これにより、変換テーブルtable1にD4[n]と同じものがない場合に出力される６ビット“00b+ D4[n]”が出力端子５７から出力される。

一方、変換しないことを示す変換無信号が供給されない場合（変換したことを示す変換有信号が供給された場合）には、セレクタ５５は、入力端子５６ｃを選択して、レジスタ５４から供給された２ビットの変換データを出力端子５７から出力する。これにより、変換テーブルtable1にD4[n]と同じものがあった場合に出力される２ビット、即ち、“01b”、“10b”、または“11b”のいずれかが出力端子５７から出力される。

＜GOBデータ圧縮符号化処理フロー＞
図６のフローチャートを参照して、DSDデータ符号化部１２３によるGOBデータ圧縮符号化処理について説明する。

初めに、ステップＳ１において、制御部３１は、１グループ（GOB）のDSDデータに対して、過去の３つのD4データ（過去の１２ビットデータ）の次のD4データの発生回数をカウントし、データ発生カウントテーブルpretableを作成する。

ステップＳ２において、制御部３１は、作成したデータ発生カウントテーブルpretableに基づいて、４０９６行３列の変換テーブルtable1を作成する。制御部３１は、作成した変換テーブルtable1を、エンコード部３２とペイロード生成部１２４に供給する。

ステップＳ３において、エンコード部３２は、変換テーブルtable1を用いて、１ブロックのDSDデータの圧縮符号化を実行する。具体的には、エンコード部３２は、４ビットのDSDデータD4[n]を、２ビットのデータ“01b”、“10b”若しくは“11b”に変換するか、または、６ビットのデータ“00b+D4[n]”に変換する処理を１ブロックのDSDデータに対して行う。圧縮符号化されて得られた圧縮データは、符号化データバッファ３３とデータ量比較部３４に供給される。

ステップＳ４において、データ量比較部３４は、GOBデータ構成部１２２から供給された１ブロックの非圧縮データと、符号化データバッファ３３から供給された１ブロックの圧縮データのデータ量を比較し、データ量が圧縮前よりも削減されたかを判定する。

ステップＳ４で、データ量が圧縮前よりも削減されたと判定された場合、処理はステップＳ５に進み、データ量比較部３４は、圧縮データを選択したことを示す選択制御データをペイロード生成部１２４に供給する。

ステップＳ６において、符号化データバッファ３３は、変換テーブルtable1を用いて１ブロックのDSDデータの圧縮符号化して得られた圧縮データをペイロード生成部１２４に供給する。

一方、ステップＳ４で、データ量が圧縮前よりも削減されていないと判定された場合、処理はステップＳ７に進み、データ量比較部３４は、非圧縮データを選択したことを示す選択制御データを、非圧縮データとともにペイロード生成部１２４に供給する。

ステップＳ８において、制御部３１は、１グループ（GOB）のDSDデータを圧縮符号化したかを判定する。

ステップＳ８で、１グループのDSDデータをまだ圧縮符号化していないと判定された場合、処理はステップＳ３に戻り、上述したステップＳ３乃至Ｓ８の処理が繰り返される。即ち、同一のGOBを構成する次の１ブロックのDSDデータに対して、同じ変換テーブルtable1を用いてDSDデータの圧縮符号化が実行される。

一方、ステップＳ８で、１グループのDSDデータを圧縮符号化したと判定された場合、DSDデータ符号化部１２３は、GOBデータの圧縮符号化処理を終了する。

＜DSDロスレスペイロードの生成＞
次に、ペイロード生成部１２４が行うDSDロスレスペイロードの生成について説明する。

ペイロード生成部１２４は、圧縮符号化後の１グループ（GOB）の圧縮データに対して１つのDSDロスレスペイロードを生成する。

図７は、DSDロスレスペイロードの構成を示している。

図７の一番上の段に示されるように、１つのコンテンツ（楽曲）に対応するDSDロスレスストリーム（DSD lossless stream）は、複数のDSDロスレスペイロード（DSD_lossless_payload()）により構成される。

そして、１つのDSDロスレスペイロードは、図７の上から２段目に示されるように、フォーマットバージョン（format version）、GOBコンフィグ（GOB config）、およびGOBにより構成される。

図８は、DSDロスレスペイロード（DSD_lossless_payload()）のシンタクスの例を示している。

フォーマットバージョン（format version）には、DSDロスレスペイロードのバージョンナンバーが格納される。

なお、図８以降のシンタクスの例において、「No. of bits」の値は、その変数のビット数を表し、「Data format」の”uimsbf”は、最上位ビットが先頭の符号無し整数（unsigned integer most significant bit first）を表す。

図８のDSD_lossless_gob_configuration()は、図７のGOBコンフィグ（GOB config）に対応する。

図８のDSD_lossless_gob(number_of_audio_data)は、図７のGOBに対応する。DSD_lossless_gob(number_of_audio_data)の引数であるnumber_of_audio_dataは、先立って送信されるDSD_lossless_gob()によって既知である。

図９は、図７のGOBコンフィグ（DSD_lossless_gob_configuration()）のシンタクスの例を示している。

GOBコンフィグには、例えば、channel_configuration、number of blocks、sampling_frequency、comment_flag、comment_size、comment_byte等が格納される。

channel_configurationでは、チャンネル数が定義される。本実施の形態では、channel_configuration=2とされる。

number of blocksでは、１グループを構成するブロック数が定義される。本実施の形態では、number of blocks=10とされる。

sampling_frequencyでは、サンプリング周波数が定義される。サンプリング周波数としては、例えば、４４．１ｋHzの６４倍（2822400Hz）、１２８倍（5644800Hz）、２５６倍（11289600Hz）の周波数を採用することができる。本実施の形態では、例えば、sampling_frequency=2822400(44.1Kx64)とされる。

comment_flagでは、コメントの有無が定義される。comment_sizeでは、コメントのサイズが定義される。comment_byteに、コメントの内容が格納される。

次に、図７の上から３段目に示されるように、GOBは、GOBヘッダ（GOB header）、GOBデータ（GOB data）、複数のブロック（Block1,Block2,Block3,..）により構成される。本実施の形態では、１グループを構成するブロック数が１０に設定されているので、１０個のブロック（Block1乃至Block10）が配置されている。

図１０は、図７のGOB（DSD_lossless_gob(number_of_audio_data)）のシンタクスの例を示している。

DSD_lossless_gob_header()は、図７のGOBヘッダ（GOB header）に対応する。

DSD_lossless_gob_data()は、図７のGOBデータ（GOB data）に対応する。

DSD_lossless_block()は、図７のBlock1乃至Block10の各ブロックに対応する。

図１１は、図７のGOBヘッダ（DSD_lossless_gob_header()）のシンタクスの例を示している。

DSD_lossless_block_infoでは、例えば、DSDロスレスストリーム（DSD lossless stream）全体の圧縮符号化の有無が定義される。

図１２は、図７のGOBデータ（DSD_lossless_gob_data()）のシンタクスの例を示している。

gob_codebook_lengthでは、gob_codebookのバイト数が定義される。

gob_codebook[i]には、１グループを構成する１０ブロックの圧縮符号化に用いられた変換テーブルtable1のデータが格納される。

図１３は、図７のBlock1乃至Block10の各ブロックの構成を示している。

図１３に示されるように、１つのブロック（Block）には、フレームヘッダ（frame_header）とフレームデータ（frame_data）が、チャンネル数（channel_configuration）分、格納されている。

フレームヘッダ（frame_header）は、シンクワード（sync_word）、チャンネルID（channel_id）、フレームレングスインデックス（frame_length_index）、圧縮フラグ（comp_flag）により構成される。

図１４は、図７の各ブロック（DSD_lossless_block()）のシンタクスの例を示している。

DSD_frame_header()は、図１３のフレームヘッダ（frame_header）に対応する。

図１５は、図１３のフレームヘッダ（DSD_frame_header()）のシンタクスの例を示している。

シンクワード（sync_word）には、フレームヘッダ（frame_header）とフレームデータ（frame_data）の先頭を表すデータが格納される。

チャンネルID（channel_id）には、フレームヘッダ（frame_header）とフレームデータ（frame_data）のチャンネル番号を表すデータが格納される。

フレームレングスインデックス（frame_length_index）には、フレームデータ（frame_data）のバイト数が格納される。なお、実際のバイト数は、（frame_length_index+1）バイトとなる。

圧縮フラグ（comp_flag）には、フレームデータ（frame_data）が圧縮符号化されたデータか否かを表すデータが格納される。comp_flag=”1”のときは圧縮データを表し、comp_flag=”0”のときは非圧縮データを表す。この圧縮フラグは、上述した選択制御データに対応する。

図１４に戻り、frame_data[j]には、圧縮データまたは非圧縮データが格納される。

DSDロスレスペイロードは、以上のように構成される。

即ち、DSDロスレスペイロードには、複数のブロック（Block1乃至Block10）で構成される１グループ（GOB）のDSDデータに対して生成された変換テーブルtable1が、１グループを構成する各ブロックの圧縮データまたは非圧縮データとともに格納される。また、DSDロスレスペイロードには、各ブロックのデータが、圧縮データであるか、または、非圧縮データであるかを示す圧縮フラグ（comp_flag）も格納される。

＜DSDデータ送信処理フロー＞
次に、図１６のフローチャートを参照して、図１の圧縮符号化装置１００全体の処理であるDSDデータ送信処理について説明する。

初めに、ステップＳ２１において、DSDデータ生成部１２１は、入力されてきたアナログのオーディオ信号をΣ△変調によりデジタル化（AD変換）することにより、1bit信号でデルタシグマ変調されたデジタル信号であるDSDデータを生成し、GOBデータ構成部１２２に出力する。

ステップＳ２２において、GOBデータ構成部１２２は、所定単位のDSDデータを１ブロックとして、複数ブロックのDSDデータからなるGOBデータを構成する。本実施の形態では、46msecの再生時間となる131072ビット分のデータを１ブロックとして、１０ブロックでGOBデータ（１グループのDSDデータ）が構成される。

ステップＳ２３において、DSDデータ符号化部１２３は、GOBデータ構成部１２２から供給されたGOBデータを圧縮符号化するGOBデータ圧縮符号化処理を実行する。即ち、DSDデータ符号化部１２３は、図６のフローチャートを参照して説明した処理を行う。

ステップＳ２４において、ペイロード生成部１２４は、DSDデータ符号化部１２３から供給された圧縮データまたは非圧縮データを格納したDSDロスレスペイロードを生成し、データ送信部１２５に出力する。DSDロスレスペイロードには、上述したように、各ブロックのデータが、圧縮データであるか、または、非圧縮データであるかを示す圧縮フラグ（comp_flag）や、圧縮符号化に用いた変換テーブルtable1なども含まれる。

ステップＳ２５において、データ送信部１２５には、ペイロード生成部１２４で生成されたDSDロスレスペイロードを、MPEG-DASHなどの所定のストリーム配信形式で他の装置（受信装置）に送信する。

以上のステップＳ２１乃至Ｓ２５の処理は、圧縮符号化装置１００に入力されてきた全てのオーディオ信号を処理するまで繰り返し実行される。

以上説明したように、図１の圧縮符号化装置１００は、デルタシグマ変調された１フレームのDSDデータ（デジタルデータ）を１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループのDSDデータでGOBデータを構成するGOBデータ構成部１２２と、GOBデータを符号化するための変換テーブルtable1を生成するテーブル生成部としての制御部３１と、GOBデータを構成する各ブロックのDSDデータを、変換テーブルtable1を用いて圧縮符号化するエンコード部３２とを備える。

また、圧縮符号化装置１００は、エンコード部３２により圧縮符号化された圧縮データの圧縮度をブロックごとに判定する圧縮判定部としてのデータ量比較部３４と、圧縮度が圧縮符号化前のDSDデータより大きいブロックについては圧縮符号化前のDSDデータを採用し、圧縮度が圧縮符号化前のDSDデータ以下のブロックについては圧縮符号化後の圧縮データを採用した圧縮GOBデータを生成するペイロード生成部１２４とを備える。

さらに、圧縮符号化装置１００は、変換テーブルtable1と、その変換テーブルtable1を用いた圧縮GOBデータを送信するデータ送信部１２５をさらに備える。

例えば、圧縮符号化する前の１ブロックのデータのデータサイズを32768バイトとして、あるコンテンツのDSDデータを本開示の圧縮符号化方式で圧縮符号化した場合、各ブロックのデータサイズは約24kバイト、変換テーブルtable1のデータサイズは8kバイトとなった。したがって、24kバイトのブロックデータの伝送の１０回に１回、変換テーブルtable1の8kバイトのデータが挿入されることになる。パケットサイズを小さくすることで通信路の不可変動に対応しやすくなる。また、圧縮データが、元データの大きさを超えてしまう場合はそのブロックのデータを圧縮符号化せずに元の32768バイトのデータのままで伝送することで、トータルとしての通信容量を低減することができる。

図１の圧縮符号化装置１００によれば、より高い圧縮率でDSDデータをロスレス圧縮符号化したDSDロスレスストリームを生成して、提供することができる。

＜２．復号装置＞
＜復号装置のブロック図＞
図１７は、本開示に係る復号装置の構成例を示すブロック図である。

図１７に示される復号装置２００は、図１の圧縮符号化装置１００から送信されたDSDロスレスストリームを受信して、圧縮符号化装置１００の圧縮符号化方式に対応する復号方式でDSDロスレスストリームを可逆復号する装置である。

復号装置２００は、データ受信部２２１、ペイロード解析部２２２、DSDデータ復号部２２３、及び出力部２２４により構成される。

データ受信部２２１は、圧縮符号化装置１００から送信されてきたDSDロスレスストリームを、例えば、インターネット、電話回線網、衛星通信網、LAN（Local Area Network）、WAN（Wide Area Network）などのネットワークを介して受信する。DSDロスレスストリームは、例えば、MPEG-DASHの規格に準拠した形式で伝送されてくる。

MPEG-DASHでは、同一コンテンツを異なるビットレートで表現した複数の符号化データをコンテンツサーバに格納しておき、クライアント装置が、ネットワークの通信容量に応じて複数の符号化データのなかから、所望の符号化データをストリーミング受信することができる。

そこで、データ受信部２２１は、圧縮符号化装置１００によって生成された複数のビットレートのDSDロスレスストリームが格納されているコンテンツサーバに所定のビットレートのDSDロスレスストリームの送信（配信）を要求し、その要求に応じてコンテンツサーバから所定のDSDロスレスストリームを受信してもよい。

データ受信部２２１は、DSDロスレスストリームを構成するDSDロスレスペイロードを取得し、ペイロード解析部２２２に出力する。

ペイロード解析部２２２は、データ受信部２２１から供給されるDSDロスレスペイロードを解析するとともに、抽出したデータをDSDデータ復号部２２３に出力する。より具体的には、ペイロード解析部２２２は、DSDロスレスペイロードに含まれるDSDデータのチャンネル数、サンプリング周波数、ブロック数などを検出し、Block1乃至Block10の各ブロックのデータ、その圧縮符号化に用いられた変換テーブルtable1のデータなどを抽出し、DSDデータ復号部２２３に出力する。

DSDデータ復号部２２３は、圧縮符号化装置１００の圧縮符号化方式に対応する復号方式で、ペイロード解析部２２２から供給されたBlock1乃至Block10の各ブロックのデータを復号し、DSDデータを復元する。より具体的には、DSDデータ復号部２２３は、Block1乃至Block10の各ブロックのデータが圧縮データである場合には、変換テーブルtable1を用いて復号し、非圧縮データである場合には、ブロックのデータをそのまま出力する。

出力部２２４は、例えば、LPF（low pass filter）、パワーアンプ、スピーカ等で構成され、DSDデータ復号部２２３から供給される復号後のデータに対して、LPF等の所定のフィルタ処理を実行し、増幅した後、音として出力する。

＜DSDデータ復号部の構成例＞
図１８は、DSDデータ復号部２２３の詳細構成を示すブロック図である。

DSDデータ復号部２２３は、符号化データバッファ７１、デコード部７２、テーブル記憶部７３、及び、出力バッファ７４により構成される。

ペイロード解析部２２２で抽出されたBlock1乃至Block10の各ブロックの圧縮データは、符号化データバッファ７１に供給される。非圧縮データと選択制御データは、出力バッファ７４に供給される。変換テーブルtable1のデータは、テーブル記憶部７３に供給される。

テーブル記憶部７３は、ペイロード解析部２２２から供給された変換テーブルtable1を記憶し、必要に応じてデコード部７２に供給する。

符号化データバッファ７１は、ペイロード解析部２２２から供給される圧縮データを一時蓄積し、所定のタイミングで後段のデコード部７２に供給する。

デコード部７２は、圧縮データを圧縮前の状態に復号（可逆復号）して、出力バッファ７４に供給する。

デコード部７２による復号方法について説明する。

圧縮符号化装置１００で圧縮符号化されて送信されてきた圧縮データを、２ビット単位で以下のように表し、E2[n]を復号する場合について説明する。
・・・E2[n-3],E2[n-2],E2[n-1],E2[n],E2[n+1],E2[n+2],E2[n+3],・・・
ここで、E2[n]は、２ビットの連続データを表し、E2データともいう。

デコード部７２は、まず、E2[n]の値を判定する。

E2[n]が“00b”である場合、受信された変換テーブルtable1[4096][3]に搭載されてないデータであるので、E2[n]の次の４ビットのデータ“E2[n+1]+E2[n+2]”が復号すべきデータとなる。

一方、E2[n]が“01b”、“10b”、または“11b”である場合、受信された変換テーブルtable1[4096][3]に搭載されているデータであるので、その直前に復号した１２ビットのD4データD4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]を使って、変換テーブルtable1[4096][3]を参照し、復号すべきデータを検索する。復号すべきデータは、“table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][ E2[n]-1]”に格納されているデータとなる。

以上のようにして、デコード部７２は、圧縮データを圧縮前の状態に復号（可逆復号）することができる。

デコード部７２は、図１８に示されるように、２ビットのレジスタ９１、１２ビットのレジスタ９２、変換テーブル処理部９３、４ビットのレジスタ９４、及び、セレクタ９５により構成される。

符号化データバッファ７１から供給された２ビットのE2データ（例えば、E2[n]）は、レジスタ９１に記憶される。

１２ビットのレジスタ９２には、セレクタ９５の出力が供給されるようになっており、レジスタ９２は、レジスタ９１に記憶されている２ビットのE2データ（例えば、E2[n]）の直前に復号した１２ビットのデータ（例えば、D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]）が格納されている。

レジスタ９１に記憶されている２ビットのE2データ（例えば、E2[n]）が“00b”である場合、セレクタ９５は、入力端子９６ａを選択し、E2[n]の次の４ビットのデータ“E2[n+1]+E2[n+2]”を復号結果として、出力端子９７から出力する。

レジスタ９１に記憶されている２ビットのE2データ（例えば、E2[n]）が“01b”、“10b”、または“11b”である場合、変換テーブル処理部９３は、テーブル記憶部７３から供給された変換テーブルtable1の“table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][ E2[n]-1]”に格納されている４ビットのデータをレジスタ９４に記憶させる。セレクタ９５は、入力端子９６ｂを選択し、レジスタ９４に記憶されているデータを復号結果として、出力端子９７から出力する。

出力バッファ７４は、選択制御データに基づいて、ペイロード解析部２２２から供給された非圧縮データ、または、デコード部７２から供給された復号後のデータのいずれかを適宜選択して、後段の出力部２２４に出力する。

＜GOBデータ復号処理フロー＞
図１９のフローチャートを参照して、DSDデータ復号部２２３によるGOBデータ復号処理について説明する。

初めに、ステップＳ４１において、テーブル記憶部７３は、ペイロード解析部２２２から供給された変換テーブルtable1を取得し、記憶する。記憶された変換テーブルtable1は、必要に応じてデコード部７２に供給される。

ステップＳ４２において、出力バッファ７４は、ペイロード解析部２２２から供給された選択制御データに基づいて、ペイロード解析部２２２から供給された所定のブロックのデータが圧縮符号化された圧縮データであるかを判定する。

ステップＳ４２で、所定のブロックのデータが圧縮データであると判定された場合、処理はステップＳ４３に進み、デコード部７２は、変換テーブルtable1を用いて、符号化データバッファ７１から供給された圧縮データを復号し、出力バッファ７４に供給する。即ち、デコード部７２は、２ビットのE2データ（例えば、E2[n]）が“00b”である場合、E2[n]の次の４ビットのデータ“E2[n+1]+E2[n+2]”を復号結果として出力バッファ７４に供給し、２ビットのE2データ（例えば、E2[n]）が“01b”、“10b”、または“11b” である場合、変換テーブルtable1の“table1[D4[n-3],D4[n-2],D4[n-1]][ E2[n]-1]”に格納されている４ビットのデータを復号結果として出力バッファ７４に供給する処理を、１つのブロックのデータについて実行する。

ステップＳ４４において、出力バッファ７４は、デコード部７２から供給された、復号されたDSDデータを取得して、後段の出力部２２４に出力する。

一方、ステップＳ４２で、所定のブロックのデータが圧縮データではないと判定された場合、処理はステップＳ４５に進み、出力バッファ７４は、ペイロード解析部２２２から供給された非圧縮データ（非圧縮のDSDデータ）を取得して、後段の出力部２２４に出力する。

ステップＳ４６において、DSDデータ復号部２２３は、１つのDSDロスレスペイロードに含まれる１グループ（GOB）の全てのブロックのデータを復号したかを判定する。

ステップＳ４６で、１グループ（GOB）の全てのブロックのデータを復号していないと判定された場合、処理はステップＳ４２に戻り、上述したステップＳ４２乃至Ｓ４６の処理が繰り返される。１０個のブロック（Block1乃至Block10）のそれぞれについて、ステップＳ４２乃至Ｓ４５が実行される。

一方、ステップＳ４６で、１グループ（GOB）の全てのブロックのデータを復号したと判定された場合、DSDデータ復号部２２３は、GOBデータの復号処理を終了する。

＜DSDデータ受信処理フロー＞
次に、図２０のフローチャートを参照して、図１７の復号装置２００全体の処理であるDSDデータ受信処理について説明する。

ステップＳ６１において、データ受信部２２１は、DSDロスレスストリームを構成するDSDロスレスペイロードを取得し、ペイロード解析部２２２に出力する。

ステップＳ６２において、ペイロード解析部２２２は、データ受信部２２１から供給されるDSDロスレスペイロードを解析するとともに、抽出したデータをDSDデータ復号部２２３に出力する。

ステップＳ６３において、DSDデータ復号部２２３は、圧縮符号化装置１００の圧縮符号化方式に対応する復号方式で、ペイロード解析部２２２から供給されたデータを復号するGOBデータ復号処理を実行する。即ち、DSDデータ復号部２２３は、図１９のフローチャートを参照して説明した処理を行う。

ステップＳ６４において、出力部２２４は、DSDデータ復号部２２３から供給された復号後のデータに対して、LPF等の所定のフィルタ処理を実行し、増幅した後、音として出力する。

以上のステップＳ６１乃至Ｓ６４の処理は、復号装置２００がDSDロスレスペイロードを受信するごとに繰り返し実行される。

以上説明したように、図１７の復号装置２００は、デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループのDSDデータ（デジタルデータ）で構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルtable1と、GOBデータの各ブロックのDSDデータを変換テーブルtable1を用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得するデータ取得部としてのデータ受信部２２１と、圧縮GOBデータの各ブロックのDSDデータが圧縮データである場合に、その圧縮データを変換テーブルtable1を用いて復号するデコード部７２とを備える。

また、圧縮GOBデータは、GOBデータの各ブロックのDSDデータが圧縮データまたは非圧縮データのどちらであるかを表す選択制御データを含み、復号装置２００は、選択制御データに基づいて、圧縮GOBデータに含まれた非圧縮データか、または、デコード部７２によって復号されたDSDデータを選択して出力する選択部としての出力バッファ７４をさらに備える。

さらに、復号装置２００は、取得された圧縮GOBデータを解析して、変換テーブルtable1と、圧縮データまたは非圧縮データとを抽出するデータ解析部としてのペイロード解析部２２２をさらに備える。

図１７の復号装置２００によれば、圧縮符号化装置１００によって提供される、より高い圧縮率でDSDデータをロスレス圧縮符号化したDSDロスレスストリームを取得し、復号して出力することができる。

圧縮符号化装置１００と復号装置２００によれば、通信容量を低減し、安定に、DSD信号のコンテンツをストリーミング受信することが可能になる。

また、圧縮符号化装置１００と復号装置２００が、MPEG-DASH（Moving Picture Experts Group phase − Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）の規格に準拠したストリーム配信形式でコンテンツを送受信することで、通信回線容量に合わせて、より良い品質のDSD信号を動的に選択視聴することが可能になる。

上述したDSDロスレスストリームの形式によれば、適切なブロック単位で通信するので、フェード等の処理が可能になり、エラー対策も可能となる。

なお、上述した実施の形態では、DSDデータ生成部１２１により△Σ変調されたデジタル信号（DSDデータ）に対して、データの発生頻度に基づくデータ変換テーブルtable1を用いて、４ビットを２ビットのコードに変換することにより、圧縮符号化する例について説明した。

しかしながら、圧縮符号化装置１００は、例えば、４ビットを１ビットのコードに変換することにより圧縮符号化したり、８ビットを４ビットのコードに変換することにより圧縮符号化することができる。復号装置２００は、その圧縮符号化装置１００により圧縮符号化されたコードを伸長処理（可逆復号）することも可能である。

例えば、４ビットを１ビットのコードに変換する場合には、図５におけるエンコード部３２のレジスタ５４が１ビット記憶に変更される。また、図１８におけるデコード部７２のレジスタ９１が１ビット記憶に変更される。

例えば、８ビットを４ビットのコードに変換する場合には、図５におけるエンコード部３２のレジスタ５１が８ビット記憶となり、レジスタ５４が４ビット記憶に変更される。また、図１８におけるデコード部７２のレジスタ９１が４ビット記憶となり、レジスタ９４が８ビット記憶に変更される。

従って、圧縮符号化装置１００は、△Σ変調されたデジタル信号のMビットを、変換テーブルtable1を参照してNビット（M＞N）に変換するエンコード部３２を備えるということができる。ここで、Nビットのビットパターン数をPとしたとき、変換テーブルtable1は、過去のビットパターンに対する発生頻度が上位（P-1）個のコードを記憶したテーブルとなる。

また、復号装置２００は、△Σ変調されたデジタル信号のMビットがNビット（M＞N）に圧縮符号化された符号化データのNビットを、変換テーブルtable1を参照してMビットに変換して復号するデコード部７２を備えるということができる。

＜３．コンピュータ構成例＞
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。本開示の圧縮伸長方法は、CPU（Central Processing Unit）のソフトウェア処理としては処理量が少ないので、機器の処理能力の軽重に左右されない。したがって、モバイル系の端末、据え置き系の機器等の機種依存性が少ない。

上述した一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。

図２１は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

図２１のコンピュータ４００において、CPU４０１，ROM（Read Only Memory）４０２，RAM（Random Access Memory）４０３は、バス４０４により相互に接続されている。

バス４０４には、さらに、入出力インタフェース４０５が接続されている。入出力インタフェース４０５には、入力部４０６、出力部４０７、記憶部４０８、通信部４０９、及びドライブ４１０が接続されている。

入力部４０６は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部４０７は、例えば、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部４０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部４０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ４１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体４１１を駆動する。

以上のように構成されるコンピュータ４００では、CPU４０１が、例えば、記憶部４０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース４０５及びバス４０４を介して、RAM４０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータ４００では、プログラムは、リムーバブル記録媒体４１１をドライブ４１０に装着することにより、入出力インタフェース４０５を介して、記憶部４０８にインストールすることができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部４０９で受信し、記憶部４０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM４０２や記憶部４０８に、あらかじめインストールしておくことができる。

なお、コンピュータ４００が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

例えば、上述した複数の実施の形態の全てまたは一部を組み合わせた形態を採用することができる。

例えば、本開示は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。

また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成するGOBデータ構成部と、
前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成するテーブル生成部と、
前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化するエンコード部と
を備える圧縮符号化装置。
（２）
前記エンコード部により圧縮符号化された圧縮データの圧縮度をブロックごとに判定する圧縮判定部と、
前記圧縮度が圧縮符号化前の前記デジタルデータより大きいブロックについては圧縮符号化前の前記デジタルデータを採用し、前記圧縮度が圧縮符号化前の前記デジタルデータ以下のブロックについては圧縮符号化後の前記圧縮データを採用した圧縮GOBデータを生成するペイロード生成部と
をさらに備える
前記（１）に記載の圧縮符号化装置。
（３）
前記変換テーブルと、その変換テーブルを用いた前記圧縮GOBデータを送信するデータ送信部をさらに備える
前記（２）に記載の圧縮符号化装置。
（４）
前記エンコード部は、デルタシグマ変調されたMビットのデジタルデータを、前記変換テーブルを参照してNビット（M＞N）に変換し、
前記Nビットのビットパターン数をPとしたとき、
前記変換テーブルは、過去のビットパターンに対する発生頻度が上位（P-1）個のコードを記憶したテーブルである
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の圧縮符号化装置。
（５）
圧縮符号化装置が、
デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成し、
前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成し、
前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化する
ステップを含む圧縮符号化方法。
（６）
コンピュータを、
デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成するGOBデータ構成部と、
前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成するテーブル生成部と、
前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化するエンコード部
として機能させるためのプログラム。
（７）
デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得するデータ取得部と、
前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号するデコード部と
を備える復号装置。
（８）
前記圧縮GOBデータは、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データまたは前記非圧縮データのどちらであるかを表す選択制御データを含み、
前記選択制御データに基づいて、前記圧縮GOBデータに含まれた前記非圧縮データか、または、前記デコード部によって復号されて得られた前記デジタルデータを選択して出力する選択部をさらに備える
前記（７）に記載の復号装置。
（９）
取得された前記圧縮GOBデータを解析して、前記変換テーブルと、前記圧縮データまたは非圧縮データとを抽出するデータ解析部をさらに備える
前記（７）または（８）に記載の復号装置。
（１０）
前記デコード部は、デルタシグマ変調されたデジタルデータのMビットがNビット（M＞N）に圧縮符号化された前記圧縮データの前記Nビットを、前記変換テーブルを参照して前記Mビットに変換し、
前記Nビットのビットパターン数をPとしたとき、
前記変換テーブルは、過去のビットパターンに対する発生頻度が上位（P-1）個のコードを記憶したテーブルである
前記（７）乃至（９）のいずれかに記載の復号装置。
（１１）
復号装置が、
デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得し、
前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号する
ステップを含む復号方法。
（１２）
コンピュータを、
デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得するデータ取得部と、
前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号するデコード部
として機能させるためのプログラム。

３１ 制御部， ３２ エンコード部， ３４ データ量比較部， ７２ デコード部， ７３ テーブル記憶部， ７４ 出力バッファ， １００ 圧縮符号化装置， １２１ DSDデータ生成部， １２２ GOBデータ構成部， １２３ DSDデータ符号化部， １２４ ペイロード生成部， １２５ データ送信部， ２００ 復号装置， ２２１ データ受信部， ２２２ ペイロード解析部， ２２３ DSDデータ復号部， ２２４ 出力部， ４００ コンピュータ， ４０１ CPU， ４０２ ROM， ４０３ RAM， ４０６ 入力部， ４０７ 出力部， ４０８ 記憶部， ４０９ 通信部， ４１０ ドライブ

Claims (12)

1. デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成するGOBデータ構成部と、
   前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成するテーブル生成部と、
   前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化するエンコード部と
   を備える圧縮符号化装置。
2. 前記エンコード部により圧縮符号化された圧縮データの圧縮度をブロックごとに判定する圧縮判定部と、
   前記圧縮度が圧縮符号化前の前記デジタルデータより大きいブロックについては圧縮符号化前の前記デジタルデータを採用し、前記圧縮度が圧縮符号化前の前記デジタルデータ以下のブロックについては圧縮符号化後の前記圧縮データを採用した圧縮GOBデータを生成するペイロード生成部と
   をさらに備える
   請求項１に記載の圧縮符号化装置。
3. 前記変換テーブルと、その変換テーブルを用いた前記圧縮GOBデータを送信するデータ送信部をさらに備える
   請求項２に記載の圧縮符号化装置。
4. 前記エンコード部は、デルタシグマ変調されたMビットのデジタルデータを、前記変換テーブルを参照してNビット（M＞N）に変換し、
   前記Nビットのビットパターン数をPとしたとき、
   前記変換テーブルは、過去のビットパターンに対する発生頻度が上位（P-1）個のコードを記憶したテーブルである
   請求項１に記載の圧縮符号化装置。
5. 圧縮符号化装置が、
   デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成し、
   前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成し、
   前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化する
   ステップを含む圧縮符号化方法。
6. コンピュータを、
   デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータでGOBデータを構成するGOBデータ構成部と、
   前記GOBデータを符号化するための変換テーブルを生成するテーブル生成部と、
   前記GOBデータを構成する各ブロックの前記デジタルデータを、前記変換テーブルを用いて圧縮符号化するエンコード部
   として機能させるためのプログラム。
7. デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得するデータ取得部と、
   前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号するデコード部と
   を備える復号装置。
8. 前記圧縮GOBデータは、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データまたは前記非圧縮データのどちらであるかを表す選択制御データを含み、
   前記選択制御データに基づいて、前記圧縮GOBデータに含まれた前記非圧縮データか、または、前記デコード部によって復号されて得られた前記デジタルデータを選択して出力する選択部をさらに備える
   請求項７に記載の復号装置。
9. 取得された前記圧縮GOBデータを解析して、前記変換テーブルと、前記圧縮データまたは非圧縮データとを抽出するデータ解析部をさらに備える
   請求項７に記載の復号装置。
10. 前記デコード部は、デルタシグマ変調されたデジタルデータのMビットがNビット（M＞N）に圧縮符号化された前記圧縮データの前記Nビットを、前記変換テーブルを参照して前記Mビットに変換し、
    前記Nビットのビットパターン数をPとしたとき、
    前記変換テーブルは、過去のビットパターンに対する発生頻度が上位（P-1）個のコードを記憶したテーブルである
    請求項７に記載の復号装置。
11. 復号装置が、
    デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得し、
    前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号する
    ステップを含む復号方法。
12. コンピュータを、
    デルタシグマ変調された１フレームのデジタルデータを１ブロックとして複数ブロックで構成される１グループの前記デジタルデータで構成されているGOBデータを符号化するために用いた変換テーブルと、前記GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータを前記変換テーブルを用いて圧縮符号化した圧縮データまたは非圧縮データとを含む圧縮GOBデータを取得するデータ取得部と、
    前記圧縮GOBデータの各ブロックの前記デジタルデータが前記圧縮データである場合に、その圧縮データを前記変換テーブルを用いて復号するデコード部
    として機能させるためのプログラム。

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