KR100368854B1 - 디지털신호의부호화장치,그의복호화장치및기록매체 - Google Patents

디지털신호의부호화장치,그의복호화장치및기록매체 Download PDF

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KR100368854B1 KR1019950700784A KR19950700784A KR100368854B1 KR 100368854 B1 KR100368854 B1 KR 100368854B1 KR 1019950700784 A KR1019950700784 A KR 1019950700784A KR 19950700784 A KR19950700784 A KR 19950700784A KR 100368854 B1 KR100368854 B1 KR 100368854B1
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Abstract

[구성] 음향 신호를 주파수 성분으로 변환하는 변환 회로(601)와, 변환 회로 (601)의 출력을 톤성 성분과 노이즈 성분으로 분리하는 신호 성분 분리 회로(602)와, 톤성 성분의 신호를 부호화하는 톤성 성분 부호화 회로(603)와, 노이즈 성분의 신호를 부호화하는 노이즈 성분 부호화 회로(604)를 구비하며, 톤성 성분 부호화 회로(603)는 톤성 성분의 각 신호 성분을 각각 상이한 부호 길이로 부호화하도록 하고 있다.
[효과] 특히 톤성의 음향 신호에 대하여 음질을 열화시킴이 없이 부호화의 효율을 올리는 것이 가능해진다.

Description

디지털 신호의 부호화 장치, 그의 복호화 장치 및 기록 매체
종래부터 오디오 혹은 음성 등의 신호의 고능률 부호화의 수법에는 여러 종류가 있으나 대표적인 것으로서, 시간축 위의 오디오 신호 등을 어떤 단위 시간으로 블록화하지 않고 복수의 주파수 대역으로 분할해서 부호화하는 비블록화 주파수 대역 분할방식인 대역 분할 부호화(서브.밴드.코딩 : SBC)나, 시간축의 신호를 어떤 단위 시간으로 블록화해서 이 블록마다 주파수 축 위의 신호로 변환(스펙트럼 변환)해서 복수의 주파수 대역으로 분할하여, 각 대역마다 부호화하는 블록화 주파수 대역 분할 방식인 말하자면 변환 부호화 등을 들 수가 있다. 또 상술한 대역 분할 부호화와 변환 부호화를 조합시킨 고능률 부호화의 수법도 생각하고 있고, 이 경우에는 예를 들면, 상기한 대역 분할 부호화로 대역 분할을 한 후, 해당 각 대역마다의 신호를 주파수 축 위의 신호로 스펙트럼 변환하여, 이 스펙트럼 변환된 각대역마다에 부호화를 실시한다.
여기에서, 상기 대역 분할 부호화나 상기 조합의 고능률 부호화의 수법 등에 사용되는 대역 분할용의 필터로서는 예를 들어 말하자면 QMF 등의 필터가 있고, 이것은 예를 들면 1976 R.E. Crochiere Digital coding of speech in subbands Bell Syst. Tech. J. Vol. 55. No.8 1976 에 기술되어 있다.
또 예를 들면, ICASSP 83, BOSTON Polyphase Quadrature filters-A new subband coding technique Joseph H. Rothweile에는 밴드 폭의 필터 분할 수법이 기술되어 있다.
또한, 상술한 스펙트럼 변환으로서는 예를 들면 입력 오디오 신호를 소정의 단위 시간(프레임)으로 블록화하여, 해당 블록마다에 이산 푸리에 변환(DFT), 코사인 변환(DCT), 모디파이드 DCT 변환(MDCT) 등을 행함으로서 시간축을 주파수축으로 변환하도록 한 스펙트럼 변환이 있다. 또한, MDCT에 대해서는 ICASSP 1987 Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation J. P. Princen A.B.Bradley Univ. of Surrey Royal Melbourne Inst, of Tech.에 기술되어져 있다.
이와 같이, 필터나 스펙트럼 변환에 의해 대역마다 분할된 신호를 양자화함으로서, 양자화 잡음이 발생하는 대역을 제어할 수가 있고, 마스킹 효과 등의 성질을 이용하여 청각적으로 보다 고능률인 부호화를 할 수가 있다. 또한, 여기에서 양자화를 행하기 전에, 각 대역마다 예를 들면 그의 대역에 있어서 신호 성분의 절대치의 최대치로 정규화를 행하도록 하면, 더욱 고능률인 부호화를 할 수가 있다.
또한, 주파수 대역 분할된 각 주파수 성분을 양자화하는 주파수 분할폭으로서는, 예를 들면 인간의 청각 특성을 고려한 대역분할이 행해진다. 즉, 일반적으로 임계대역(크리티칼 밴드)이라 칭하는 고역일수록 대역폭이 넓어지는 거와 같은 대역폭으로, 오디오 신호를 복수 (예를 들면 25 밴드)의 대역으로 분할하는 일이 있다. 또한, 이때의 각 대역마다의 데이터를 부호화할 때에는 각 대역마다 소정의 비트 배분 혹은, 각 대역마다 적응적인 비트 할당(비트 얼로케이션; bit allocation)에 의한 부호화가 행해진다. 예를 들면, 상기 MDCT 처리되어 얻어진 계수 데이터를 상기 비트 얼로케이션에 의해 부호화하는 때에는 상기 각 블록마다의 MDCT 처리에 의해 얻어지는 각 대역마다의 MDCT 계수 데이터에 대해서 적응적인 할당으로 비트수로 부호화가 행해지게 된다.
여기에서 상기 비트 할당수법으로서는, 다음의 2 수법이 알려져 있다. 즉, 예를 들면, IEEE Transactions of Accoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-25, No, 4, August 1977 에서는, 각 대역마다의 신호의 크기를 기초로 비트 할당을 행하고 있다. 이 방식에서는 양자화 잡음 스펙트럼이 평탄하게 되고, 잡음 에너지가 최소로 되나, 청감각적으로는 마스킹 효과가 이용되어 있지 않기 때문에 실제의 잡음감은 최적이 아니다.
또한, 예를 들면, ICASSP 1980 The critical band coder--digital encoding of the perceptual reqirements of the auditory system M.A. Kransner MIT에서는, 청각 마스킹을 이용함으로서 각 대역마다에 필요한 신호 대 잡음비를 얻어 고정적인 비트 할당을 행하는 수법이 기술되어져 있다. 그러나 이 수법에서는 사인파 입력으로 특성을 측정하는 경우라도, 비트 할당이 고정적이기 때문에 특성치가 그토록 좋은 값으로는 되지 않는다.
이들의 문제를 해결하기 위해, 비트 할당에 사용될 수 있는 전체 비트가 각 소블록마다 미리 정해진 고정 비트 할당 패턴 몫과 각 블록의 신호의 크기에 의존한 비트 배분을 행하는 몫으로 분할 사용되고 그의 분할비를 입력 신호에 관계하는 신호에 의존시켜, 상기 신호의 스펙트럼이 평활 할수록 상기 고정 비트 할당 패턴 몫으로의 분할 비율을 크게 하는 고능률 부호화 장치가 EUROPEAN PATENT APPLICATION, Publication, number 0 525 809 A2, Date of publication of application 03.02.93 Bulletin 93/05에서 제안되어 있다.
이 방법에 의하면, 사인파 입력과 같이, 특정의 스펙트럼에 에너지가 집중하는 경우에는 그의 스펙트럼을 포함하는 블록에 많은 비트를 할당함으로서, 전체의 신호 대 잡음 특성을 현저히 개선할 수가 있다. 일반적으로, 급준한 스펙트럼 성분을 갖는 신호에 대해서 인간의 청각은 매우 민감하기 때문에, 이와 같은 방법을 사용함으로서, 신호 대 잡음특성을 개선하는 것은 단지 측정상의 수치를 향상시킬뿐만 아니라 청감상 음질을 개선하는 데에 유효하다.
비트 할당의 방법에는 이밖에도 수많은 방법이 제안되어 있고, 더욱 청각에 관한 모델이 정치화(精緻化)되어, 부호화 장치의 능력이 오르면 청각적으로 보아서 보다 고능률인 부호화가 가능해진다.
여기에서, 제 12 도 이후의 각 도면을 사용해서 종래의 신호 부호화 장치에 대해서 설명을 한다. 이 제 12 도에 있어서, 단자(100)를 거쳐서 공급된 음향 신호파형은 변환 회로(101)에 의해 신호 주파수 성분으로 변환된 후, 신호 성분 부호화 회로(102)에 의해 각 성분이 부호화되고, 부호 열 생성 회로(103)에 의해 부호열이 생성되고, 단자(104)로부터 출력된다.
제 13 도에는 제 12 도의 변환 회로(101)의 구체적 구성을 도시한다. 이 제 13 도에 있어서, 단자(200)를 거쳐서 공급된 신호(제 12 도의 단자(100)를 걸친 신호)가 2단의 대역 분할 필터(201, 202)에 의해 3개의 대역으로 분할된다. 대역 분할 필터(201)에서는 단자(200)를 걸친 신호가 1/2로 솎음되고, 대역 분할 필터 (202)에서는 상기 대역 분할 필터(201)로 1/2로 솎음된 한쪽의 신호가 다시 1/2로 솎음된다(단자(200)의 신호가 1/4로 솎음질되도록 되어지게 된다). 즉, 대역 분할 필터(202)로부터의 2개의 신호의 대역폭은 단자(200)로부터의 신호의 대역폭의 1/4로 되어 있다.
이들 대역 분할 필터(201, 202)애 의해 상술하는 바와 같이 3개의 대역으로 분할된 각 대역의 신호는 각각 MDCT 등의 스펙트럼 변환을 행한 순스펙트럼 변환 회로(203, 204, 205)에 의해 스펙트럼 신호 성분으로 되어진다. 이들 순스펙트럼 변환 회로(203, 204, 205)의 출력이 상기한 제 12 도의 신호 성분 부호화 회로 (102)로 보내진다.
제 14 도에는 제 12 도의 신호 성분 부호화 회로(102)의 구체적인 구성을 표시한다.
이 제 14 도에 있어서, 단자(300)에 공급된 상기 신호 성분 부호화 회로 (102)로부터의 출력은 정규화 회로(301)에 의해 소정의 대역마다 정규화가 실시된후 양자화 회로(303)로 보내진다. 또한, 상기 단자(300)에 공급된 신호는 양자화 정밀도 결정 회로(302)에도 보내진다.
상기 양자화 회로(303)에서는 상기 단자(300)를 걸친 신호로부터 양자화 정밀도 결정회로(303)에 의해 계산된 양자화 정밀도에 의거해서, 상기 정규화 회로 (301)로부터의 신호에 대해서 양자화가 실시된다. 해당 양자화 회로(303)로부터의 출력이 단자(304)로부터 출력되어서 제 12 도의 부호열 생성 회로(103)에 보내진다. 또한, 이 단자(304)로부터의 출력 신호에는 상기 양자화 회로(303)에 의해 양자화된 신호 성분에 더하여, 상기 정규화 회로(301)에 있어서의 정규화 계수 정보나 상기 양자화 정밀도 결정회로(302)에 있어서의 양자화 정밀도 정보도 포함되어 있다.
제 15 도에는 제 12 도의 구성의 부호화 장치에 의해 생성된 부호열로부터 음향 신호를 복호화해서 출력하는 복호화 장치의 개략적인 구성을 표시한다.
이 제 15 도에 있어서, 단자(400)를 걸쳐서 공급된 제 12 도의 구성에 의해 생성된 부호열로부터는 부호열 분해 회로(401)에 의해 각 신호 성분의 부호가 추출된다. 그들의 부호로부터는 신호 성분 복호화 회로(402)에 의해 각 신호 성분이 복원되고, 그 후 역변환 회로(403)에 의해 제 12 도의 변환 회로(101)의 변환에 대응하는 역변환이 실시된다. 이에 의해 음향 파형 신호가 얻어지고, 이 음향 파형 신호가 단자(404)로부터 출력된다.
제 16 도에는 제 15 도의 역변환 회로(403)의 구체적인 구성을 도시한다.
이 제 16 도의 구성은 제 13 도에 도시한 변환 회로의 구성예에 대응하는 것으로, 단자(501, 502, 503)를 걸쳐서 신호 성분 복호화 회로(402)로부터 공급된 신호는 각각 제 13 도에 있어서의 순스펙트럼 변환에 대응하는 역스펙트럼 변환을 행하는 역스펙트럼 변환회로(504, 505, 506)에 의해 변환이 이루어진다. 이들 역스펙트럼 변환회로(504, 505, 506)에 의해 얻어진 각 대역의 신호는 2단의 대역 합성 필터에 의해 합성된다.
즉, 역스펙트럼 변환회로(505 및 506)의 출력은 대역 합성 필터(507)에 보내져서 합성되고, 이 대역 합성 필터(507)의 출력과 상기 역스펙트럼 변환회로(504)의 출력이 대역 합성 필터(508)에서 합성된다. 해당 대역합성 필터(508)의 출력이 단자(509)(제 15 도의 단자(404))로부터 출력되도록 된다.
다음으로, 제 17 도에는 제 12 도에 도시되는 부호화 장치에 있어서, 종래부터 행해져온 부호화의 방법에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 이 제 17 도의 예에 있어서, 스펙트럼 신호는 제 13 도의 변환 회로에 의해 얻어진 것이고, 제 17 도는 MDCT에 의한 스펙트럼 신호의 절대치의 레벨을 dB치로 변환해서 표시한 것이다.
이 제 17 도에 있어서, 입력 신호는 소정의 시간 블록마다 64개의 스펙트럼 신호로 변환되어 있으며, 그것이 제 17 도의 도면 중 b1 내지 b5에 도시하는 5개의 소정의 대역마다 그룹(이것을 여기에서는 부호화 유닛이라 칭하기로 한다)으로 정리해서 정규화 및 양자화가 행해진다. 여기에서는 각 부호화 유닛의 대역폭은 저역측에서 좁고, 고역측에서 넓게 잡혀져 있고, 청각의 성질에 맞는 양자화 잡음의 발생의 제어가 가능하도록 되어 있다.
그러나, 상술한 종래 사용된 방법에서는, 주파수 성분을 양자화하는 대역은고정되어 있다. 이 때문에, 예를 들면, 스펙트럼이 몇 개의 특정한 주파수 근처에 집중하는 경우에는, 그들의 스펙트럼 성분을 충분한 정도로 양자화하려고 하면, 그들의 스펙트럼 성분과 같은 대역에 속하는 다수의 스펙트럼에 대해서 많은 비트를 배당하지 아니하면 안된다.
즉, 상기 제 17 도로부터도 명백한 바와 같이, 소정의 대역마다 정리해서 정규화가 행해지면, 예를 들면 신호에 톤(tone)성 성분이 포함되어 있는 도면 중 b3의 대역에 있어서, 정규화 계수치는 톤성 성분에 의해 결정되는 큰 정규화 계수치를 기초로 정규화되게 된다.
이때, 일반적으로 특정한 주파수에 스펙트럼의 에너지가 집중하는 톤성의 음향 신호에 포함되는 잡음은, 에너지가 넓은 주파수대에 걸쳐서 완만하게 분포하는 음향 신호에 가해진 잡음과 비교해서 매우 귀에 들어오기 쉽고, 청감상 큰 장해로 된다. 그 위에 또, 큰 에너지를 갖는 스펙트럼 성분 즉 톤성 성분이 충분히 정밀도가 좋고 양자화되어 있지 않으면, 그들의 스펙트럼 성분을 시간축 위의 파형 신호로 되돌려서 전후의 블록과 합성한 경우에 블록간에서의 왜곡이 커져, 인접하는 시간 블록의 파형 신호와 합성되었을 때에 큰 접속 왜곡이 발생하고, 역시 큰 청감상의 장해로 된다. 이 때문에, 톤성 성분의 부호화를 위해서는 충분한 비트수로 양자화를 하지 아니하면 안되나, 상술한 바와 같이 소정의 대역마다 양자화 정밀도가 결정되는 경우에는 톤성 성분을 포함하는 부호화 유닛내의 다수의 스펙트럼에 대해서 많은 비트를 할당하여 양자화를 행할 필요가 있고, 부호화 효율이 악화되고 만다. 따라서, 종래는 특히 톤성의 음향 신호에 대해서 음질을 열화시키는 일이 없이, 부호화의 효율을 높이는 것이 곤난했었다.
발명의 개시
여기에서, 본 발명은 특히 톤성의 음향 신호에 대해서 음질을 열화시키는 일이 없고 부호화의 효율을 올리는 것을 가능하게 하는 신호 부호화 장치와, 더욱 이들 신호 부호화 장치 등에서 처리된 신호가 기록되는 기록매체와, 이 기록매체로부터 재생되거나 혹은 신호 부호화 장치로부터 전송된 부호화 신호를 복호화하는 신호 복호화 장치의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 이와 같은 실정을 감안해서 이루어진 것이고, 본 발명의 신호 부호화 장치는 입력 신호를 주파수 성분으로 변환하는 변환 수단과, 상기 변환 수단의 출력을 톤성 성분으로 되는 제 1 의 신호와 그의 다른 성분으로 되는 제 2 의 신호로 분리하는 분리 수단과, 상기 제 1 의 신호를 부호화하는 제 1의 부호화 수단과, 상기 제 2 의 신호를 부호화하는 제 2 의 부호화 수단을 구비하고, 상기 제 1 의 부호화 수단은 상기 제 1 의 신호의 각 신호 성분을 각각 상이한 부호 길이로 부호화하도록 한 것이다.
여기에서, 본 발명의 신호 부호화 장치는 다음과 같은 것을 행한다. 즉, 상기 제 1 의 부호화 수단은 상기 제 1 의 신호의 부호화 때에, 상기 제 1 의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보를 정규화 계수에 의해 정규화하고 나서 부호화한다. 또한, 상기 각 톤성 성분의 각 주파수 성분을 복수개의 변환 규칙에 의해 부호화한다. 상기 복수개의 변환 규칙 중 어떤 변환 규칙으로 부호화를 하느냐는 톤성 성분의 극대 주파수 성분과 각 주파수 성분과의 주파수 축 위에서의 상대 위치관계에의해 결정한다. 상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분에 대해서 적응되는 변환 규칙은 보다 큰 진폭치 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것이다. 상기 해당 변환 규칙 중 극대 주파수 성분 외의 각 주파수 성분에 대해서 적용되는 변환 규칙은 보다 적은 진폭치 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것이다. 또한 상기 입력 신호는 음향 신호이다.
또한, 본 발명의 신호 부호화 장치의 상기 제 1 의 부호화 수단은 상기 제 1의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보를 정규화 계수에 의해 정규화 및 양자화하여 부호화함과 함께, 해당 부호화에는 극대 주파수 성분의 진폭 정보를 생략하도록 하고 있다.
이 경우의 본 발명의 신호 부호화 장치는 다음과 같은 것을 행한다. 즉, 상기 분리 수단은 상기 톤성 성분을 서로 주파수축 위에서 중복하는 것을 허여해서 상기 제 1 의 신호의 분리를 행한다. 상기 정규화 계수의 값은 작은 것일수록 정밀도를 좋게 설정한다. 또한, 이경우도 입력 신호는 음향 신호이다.
다음에, 본 발명의 기록매체는 각각이 상이한 길이로 부호화된 톤성 성분으로 형성되는 제 1 의 신호와, 그 밖의 성분으로 되는 제 2 의 신호를 기록해서 형성되는 것이다.
여기에서, 본 발명의 기록매체는 다음과 같이 행해지는 것이다. 즉, 상기 제 1 의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보는 정규화 계수에 의해 정규화되어서 부호화되고 있다. 또한, 상기 각 톤성 성분의 각주파수 성분은 복수개의 변환 규칙에 의해 부호화되어 있다. 상기 복수개의 변환규칙 중 어떤 변환 규칙으로 부호화가 행해지고 있는가는 톤성 성분의 극대 주파수 성분과 각 주파수 성분과의 주파수 축 위에서의 상대 위치 관계에 의해 결정하고 있다. 상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분에 대해서 적용되고 있는 변환 규칙은 보다 큰 진폭치 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것이다. 상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분 외의 각 주파수 성분에 대해서 적용되고 있는 변환 규칙은 보다 작은 진폭치 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 하는 것이다. 또한, 기록되는 신호는 음향 신호이다.
또한, 본 발명의 기록매체는 톤성 성분으로 형성되는 제 1 신호와 그 밖의 성분으로 되는 제 2 의 신호를 기록하여, 상기 제 1 의 신호의 톤성 성분의 진폭 정보를 정규화 및 양자화하여 부호화하고, 극대 주파수 성분의 진폭 정보를 정규화및 양자화한 정보를 제외한 정보의 기록이 행해지고 있다.
여기에서, 상기 제 1 의 신호의 톤성 성분을 주파수축 위에서 중복해서 기록되어 있다. 상기 정규화를 위한 정규화 계수는 값이 작은 것일수록 정밀도가 좋게 설정이 되어 있다.
다음으로, 본 발명의 신호 복호화 장치는 각각이 상이한 길이로 부호화된 톤성 성분으로 되는 제 1 의 신호를 복호화하는 제 1 의 복호화 수단과, 그 밖의 성분으로 되는 제 2 의 신호를 복호화하는 제 2 의 복호화 수단과, 각각의 신호를 합성해서 역변환을 하거나 혹은 각각의 신호를 역변환해서 합성하는 합성 역변환 수단을 구비하여 이루어지는 것이다.
여기에서, 본 발명의 신호 복호화 장치는 다음과 같은 것이다. 즉, 상기 제1 의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보는 정규화 계수에 의해 정규화되어서 부호화되어 있다. 또한, 상기 각 톤성 성분의 각 주파수 성분은 복수개의 변환 규칙에 의해 복호화되어 있다. 상기 복수개의 변환 규칙 중 어떤 변환 규칙으로 부호화가 행해지고 있는가는 톤성 성분의 극대 주파수 성분과 각 주파수 성분과의 주파수 축위에서의 상대 위치관계에 의해 결정되어져 있다. 상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분에 대해서 적용되고 있는 변환 규칙은 보다 큰 진폭치 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 하는 것으로 되어 있다. 상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분 이외에 대해서 적용이 되고 있는 변환 규칙은 보다 작은 진폭치 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것으로 되어 있다. 더욱이, 출력 신호는 음향 신호로 된다.
또한, 본 발명의 신호 복호화 장치는 극대 주파수 성분의 진폭 정보를 정규화 및 양자화한 정보를 포함하지 않고 부호화된 톤성 성분으로 형성되는 제 1 의 신호를 복호화하는 제 1 의 복호화 수단과, 그 밖의 성분으로 되는 제 2 의 신호를 복호화하는 제 2 의 복호화 수단과, 각각의 신호를 합성해서 역변환을 하거나 혹은 각각의 신호를 역변환해서 합성하는 합성 역변환 수단을 구비하여 이루어지는 것이다.
여기에서, 상기 제 1 의 신호의 톤성 성분은 주파수축 위에서 중복해서 부호화되어 있다. 또한, 상기 정규화를 위한 정규화 계수는 값이 작은 것일수록 정밀도가 좋게 설정되어 있다.
본 발명은 입력된 음향 신호를 특정의 주파수에 에너지가 집중하는 신호 성분(톤성 성분)과 넓은 대역에 에너지가 원활하게 분포하는 성분(톤성 성분 이외의 성분)으로 분리해서 부호화를 실시하는 경우에 있어서, 톤성 성분의 신호에 대해서, 가변 길이의 부호를 효과적으로 적용함으로서, 보다 효율적인 부호화를 실현하도록 하고 있다. 또한, 톤성 성분중 절대치가 극대인 스펙트럼 계수에 관해서는 예를 들면 정부(正負)의 부호 정보만을 부호화함으로서, 보다 효율적인 부호화를 실현하도록 하고 있다.
본 발명은 고능률 부호화에 의해 입력 디지털 데이터 등의 디지털 신호의 부호화를 행하고, 이 부호화된 디지털 신호를 전송하여 다시 기록 재생하고, 또는 부호화된 디지털 신호를 복호화하여 재생신호를 얻는 디지털 데이터 등의 정보 부호또는 복호화가 적용되는 신호 부호화 장치 및 신호 복호화 장치, 다시 부호화된 신호가 기록되는 기록매체에 관한 것이다.
제 1 도는 본 발명에 따른 부호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 2 도는 본 발명에 관한 복호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 3 도는 본 발명에 관한 신호 성분 분리 회로에 있어서의 처리의 흐름을 도시하는 플로우챠트.
제 4 도는 본 발명의 신호 부호화에 있어서의 톤성 성분의 분리에 대해서 설명하기 위한 도면.
제 5 도는 본 발명의 신호 부호화에 있어서의 원래의 스펙트럼 신호로부터 톤성 성분을 제외한 노이즈성 성분을 도시하는 도면.
제 6 도는 스펙트럼 신호의 예를 도시하는 도면.
제 7 도는 제 6 도의 스펙트럼 신호로부터, 하나의 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 신호를 뺀 후의 신호를 도시하는 도면.
제 8 도는 본 발명에 있어서의 톤성 성분의 스펙트럼에 대한 변환 규칙을 설명하기 위한 도면.
제 9 도는 제 1 도의 톤성 성분 부호화 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 10 도는 제 2 도의 톤성 성분 복호화 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 11 도는 본 발명의 신호 부호화에 의해 부호화되어 얻어진 부호열의 기록을 설명하기 위한 도면.
제 12 도는 종래의 부호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 13 도는 본 발명 및 종래의 부호화 장치에 적용되는 변환 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 14 도는 본 발명 및 종래의 부호화 장치에 적용되는 신호 성분 부호화 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 15 도는 종래의 복호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 16 도는 본 발명 및 종래의 복호화 장치에 적용되는 역변환 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 17 도는 종래 기술에 의한 부호화 방법을 설명하기 위한 도면.
제 18 도는 본 발명에 관한 복호화 장치를 구성하는 합성 역변환부의 다른예를 도시하는 블록 회로도.
제 19 도는 본 발명에 관한 부호화 장치의 다른 실시예를 도시하는 블록 회로도.
제 20A 도는 극대 스펙트럼 계수에 대한 변환 규칙을 도시하는 코드 테이블.
제 20B 도는 모든 주변 스펙트럼 계수에 대해서 동일한 변환 규칙을 사용하는 경우의 주변 스펙트럼 계수의 변환 규칙을 도시하는 코드 테이블.
발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명을 한다.
제 1 도에는 본 발명 실시예의 신호 부호화 장치의 개략적인 구성을 도시하고 있다.
제 1 도에 있어서, 단자(600)에는 음향 파형 신호가 공급된다. 이 음향 신호 파형은 변환회로(601)에 의해 신호 주파수 성분으로 변환된 후, 신호 분리 회로 (602)로 보내진다.
해당 신호 성분 분리 회로(602)에 있어서는 변환 회로(601)에 의해 얻어진 신호 주파수 성분은 급준한 스펙트럼 분포를 갖는 톤성 성분과, 그 이외의 신호 주파수 성분 즉 평탄한 스펙트럼 분포를 갖는 노이즈성 성분으로 분리된다. 이들 분리된 주파수 성분 중, 상기 급준한 스펙트럼 분포를 갖는 톤성 성분은 톤성 성분 부호화 회로(603)에서, 그들 이외의 신호 주파수 성분인 상기 노이즈성 성분은 노이즈성 성분 부호화 회로(604)에서, 각각 부호화된다. 톤성 성분 부호화 회로(603)로부터 출력된 신호는 다시 가변 길이 부호화 회로(610)에서 가변 길이 부호화된다. 이들 가변 길이 부호화 회로(610)와 노이즈성 성분 부호화 회로(604)로부터의출력은 부호열 생성회로(605)에 의해 부호 열이 생성되고, 출력된다. ECC 엔코더(606)는 부호열 생성 회로(605)로부터의 부호열에 대해서, 에러 콜렉션 코드를 부가한다. ECC 엔코더(606)로부터의 출력은, EFM 회로(607)에 의해서 변조되고, 기록 헤드(608)에 공급된다. 기록 헤드(608)는 EFM 회로(607)로부터 출력된 부호열을 디스크(609)에 기록한다.
또한, 변환 회로(601)에는 상술한 제 13 도와 같은 구성을 사용할 수 있다. 물론, 제 1 도의 변환 회로(601)의 구체적인 구성으로서는 상기 제 13 도의 구성이외에도 다수 생각할 수가 있고, 예를 들면, 입력 신호를 직접 MDCT에 의해 스펙트럼 신호로 변환하여도 좋고, 스펙트럼 변환은 MDCT는 아니고 DFT나 DCT 등을 사용할 수도 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 대역 분할 필터에 의해 신호를 대역 성분으로 분할하는 것도 가능하나, 본 발명에 있어서의 부호화는 특정한 주파수에 에너지가 집중하는 경우에 특히 유효하게 작용하므로, 다수의 주파수 성분이 비교적 작은 연산량으로 얻어지는 상술한 스펙트럼 변환에 의해 주파수 성분으로 변환하는 방법을 취하면 사정이 좋다.
더욱이, 톤성 성분 부호화 회로(603)와 노이즈성 성분 부호화 회로(604)도 기본적으로는 상술한 제 14 도와 같은 구성으로 실현할 수 있는 것이다.
한편, 제 2 도에는 제 1 도의 부호화 장치로 부호화된 신호를 복호화하는 본 발명 실시예의 신호 복호화 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
이 제 2 도에 있어서, 디스크(609)로부터 재생 헤드(708)를 걸쳐서 재생된부호열은 EFM 복조 회로(709)에 공급된다. EFM 복조 회로(709)에서는 입력된 부호열을 복조한다. 복조된 부호열은 ECC 디코더(710)에 공급되고, 여기에서 에러 정정이 행해진다. 부호열 분해 회로(701)는 에러 정정된 부호열중의 톤성 성분 정보수에 기초해서, 부호열의 어느 부분이 톤성 성분 부호인가를 인식하여, 입력된 부호열을 톤성 성분 부호와 노이즈성 성분 부호로 분리한다. 또한, 부호열 분리 회로(710)는 입력된 부호열로부터 톤성 성분의 위치 정보를 분리하여, 후단의 합성 회로(704)에 출력한다. 상기 톤성 성분 부호는 가변 길이 복호화 회로(715)에 의해서 가변 길이 복호화된 후, 톤성 성분 복호화 회로(702)에 보내지고, 상기 노이즈성 부호는 노이즈성 성분 복호화 회로(703)에 보내지고, 여기에서 각각 역양자화 및 정규화의 해제가 행해지고 복호화된다. 그 후, 이들 톤성 성분 복호화 회로 (702)와 노이즈성 성분 복호화 회로(703)로부터의 복호화 신호는 상기 제 1 도의 신호 성분 분리 회로(602)에서의 분리에 대응하는 합성을 하는 합성 회로(704)에 공급된다. 합성 회로(704)는 부호열 분리 회로(701)로부터 공급된 톤성 성분의 위치 정보에 기초해서, 톤성 성분의 복호화 신호를 노이즈성 성분의 복호화 신호의 소정의 위치에 가산함으로서, 노이즈성 성분과 톤성 성분의 주파수축 위에서의 합성을 한다. 더욱이, 합성된 복호화 신호는 상기 제 1 도의 변환회로(601)에서의 변환에 대응하는 역변환을 하는 역변환 회로(705)에서 변환 처리되고, 주파수축상의 신호로부터 원래의 시간축상의 파형 신호로 되돌려진다. 이 역변환 회로(705)로부터의 출력 파형 신호는 단자(707)에서 출력된다. 또한, 역변환과 합성의 처리순서는 역이라도 좋고, 이 경우, 제 2 도에 있어서의 합성 역변환부(711)는 제 18 도에도시한 구성으로 된다. 이 제 18 도에 도시하는 합성 역변환부(711)를 구성하는 역변환 회로(712)는 노이즈성 성분 복호화 회로(703)로부터의 주파수축상의 노이즈성 성분의 복호화 신호를 시간축상의 노이즈성 성분 신호로 역변환한다. 역변환회로(713)는 톤성 성분 복호화 회로(702)로부터의 톤성 성분의 복호화 신호를 부호열 분리 회로(701)로부터 공급된 톤성 성분의 위치 정보를 표시하는 주파수 축위의 위치에 설치하여, 이것을 역변환해서, 시간축 위의 톤성 성분 신호를 생성한다. 합성 회로(714)는 역변환회로(712)로부터의 시간축 위의 노이즈성 성분 신호와 역변환회로(713)로부터의 시간축 위의 톤성 성분 신호를 합성하여, 원래의 파형 신호를 재생한다.
또한, 상기 역변환회로(705, 712, 713)에는 상술한 제 16 도와 같은 구성을 사용할 수가 있다.
여기에서, 제 3 도에는 제 1 도의 부호화 장치의 신호 성분 분리 회로(602)에 있어서의 톤성 성분을 분리하기 위한 구체적인 처리의 흐름을 나타낸다.
또한, 제 3 도에 있어서, I는 스펙트럼 신호의 번호를, N은 스펙트럼 신호의 총수, P, R은 소정의 계수를 표시하고 있다. 또한, 상기 톤성 성분은 어떤 스펙트럼 신호의 절대치가 국소적으로 보아서 다른 스펙트럼 성분보다도 크고, 더욱 또 그것이 2 시간 블록(스펙트럼 변환 때의 블록)에 있어서, 스펙트럼 신호의 절대치의 최대치와 비교해서 소정의 크기 이상이고, 더욱이, 그의 스펙트럼과 가까운 스펙트럼의 스펙트럼(예를 들면 양쪽의 이웃의 스펙트럼)의 에너지의 합이 그들의 스펙트럼을 포함하는 소정의 대역내의 에너지에 대해서 소정의 비율 이상을 표시하고있는 경우에, 그 스펙트럼 신호와 예를 들면 그것의 양쪽 이웃의 스펙트럼 신호가 톤성 성분인 것으로 간주하고 있다. 또한, 여기에서 에너지 분포의 비율을 비교하는 소정의 대역으로서는 청각의 성질을 고려해서 예를 들면 임계대역폭에 맞추어서, 저역에서는 좁게 고역에서는 넓게 취할 수가 있다.
즉, 이 제 3 도에 있어서, 우선, 스텝(S1)에서는 최대 스펙트럼 절대치를 변수 A0에 대입하여, 스텝(S2)에서는 스펙트럼 신호의 번호 I를 1로 한다. 스텝(S3)에서는 어떤 시간 블록내의 어떤 스펙트럼 절대치를 변수 A에 대입한다.
스텝(S4)에서는 상기 스펙트럼 절대치가 국소적으로 보아서 다른 스펙트럼 성분보다도 큰 극대 절대치 스펙트럼인가 아닌가를 판단하여, 극대 절대치 스펙트럼이 아닌때(No)에는 스펩(S10)으로 진행하고, 극대 절대치 스펙트럼인 경우(Yes)에는 스텝(S5)로 진행한다.
스텝(S5)에서는 해당 극대 절대치 스펙트럼을 포함하는 그 시간 블록에 있어서의 해당 극대 절대치 스펙트럼의 변수 A와 최대 스펙트럼 절대치의 변수 Ao와의 비와, 소정의 크기를 표시하는 계수 P와의 대소비교(A/Ao> P)를 행하여, A/Ao이 P보다 큰 경우(Yes)에는 스텝(S6)으로, A/Ao이 P 이하인 경우(No)에는 스텝(S10)으로 진행한다.
스텝(S6)에서는 상기 스펙트럼 절대치의 스펙트럼(극대 절대치 스펙트럼)의 근접하는 스펙트럼의 에너지 값(예를 들면 양쪽 근접의 스펙트럼의 에너지의 합)을 변수 X에 대입하여, 다음의 스텝(S7)에서는 해당 극대 절대치 스펙트럼 및 그의 인접한 스펙트럼을 포함하는 소정의 대역내의 에너지 값을 변수 Y에 대입한다.
다음의 스텝(S8)에서는, 상기 에너르기 값의 변수 X와 소정의 대역내의 에너지 값의 변수 Y와의 비와, 소정의 비율을 표시하는 계수 R와의 대소비교(X/Y > R)를 하고, X/Y가 R보다도 클 때(Yes)에는 스텝(S9)으로, X/Y가 R 이하인 때(No)에는 스텝(S10)으로 진행한다.
스텝(S9)에서는 상기 극대 절대치 스펙트럼과 그의 근접한 스펙트럼에 있어서의 상기 에너지가 그들의 스펙트럼을 포함하는 소정의 대역내의 에너지에 대해서 소정의 비율 이상을 표시하고 있는 경우에, 그의 극대 절대치 스펙트럼의 신호와 예를 들면 그의 양쪽 근접한 저역측, 고역측 각 2개씩의 스펙트럼의 신호가 톤성 성분으로 보아서 그 뜻을 등록한다.
다음의 스텝(S10)에서는 상기 스텝(S9)에 있어서 등록된 스펙트럼 신호의 번호 I와의 스펙트럼 신호의 총수 N가 같은(I=N)인가 아닌가를 판단하여, 같은 경우 (Yes)에는 처리를 종료하고, 같지 아니한 경우(NO)에는 스텝(S11)으로 진행한다. 이 스텝(S11)에서는 I=I + 1로 해서 1씩 스펙트럼 신호의 번호를 증가시켜서 스텝 (S3)으로 되돌아가 상술한 처리를 반복한다. 신호 성분 분리 회로(602)는 상술한 처리에 의해 톤성 성분이라고 판정한 주파수 성분을 톤성 성분 부호화 회로(603)에 공급하여, 그 이외의 주파수 성분을 노이즈성 성분으로 하여 노이즈성 성분 부호화 회로(604)에 공급한다. 또한, 신호 성분 분리 회로(602)는 톤성 성분이라고 판정된 주파수 정보의 수와 그의 위치 정보를 부호열 생성회로(605)에 공급한다.
제 4 도에는, 상술한 바와 같이 해서 톤성 성분이 주파수 성분으로부터 분리되는 한 예의 모양을 나타낸다.
이 제 4 도에 도시하는 예에서는 도면중 TCA, TCB, TCC, TCD로 표시하는 4개의 톤성 성분이 추출되어 있다. 여기에서, 해당 톤성 성분은 제 4 도의 예와 같이 소수의 스펙트럼 신호에 집중해서 분포되어 있기 때문에, 이들의 성분을 정밀도가 좋게 양자화해도 전체로서는 그다지 많은 비트수는 필요로 하지 않는다. 이 때문에 톤성 성분을 일단 정규화하고 나서 양자화함으로서 부호화의 효율을 높일 수가 있으나, 톤성 성분을 구성하는 스펙트럼 신호는 비교적 소수이므로 정규화나 재양자화의 처리를 생략해서 장치를 간략화해도 좋다.
그런데, 제 5 도에는 원래의 스펙트럼 신호로부터 상기 톤성 성분을 제외한 (0으로 함) 경우의 노이즈성 성분을 나타낸 예를 도시하고 있다.
이 제 5 도에 있어서는, 각 대역 b1∼b5에 있어서 상기 원래의 스펙트럼 신호로부터는 상술하는 바와 같이 톤성 성분이 제외되어(0으로 함)져 있다. 이 경우 각 부호화 유닛에 있어서의 정규화 계수는 작은 값으로 되고, 따라서, 작은 비트수에서도 발생하는 양자화 잡음은 적게 할 수가 있다.
이상, 톤성 성분을 분리하여, 톤성 성분 및 그의 근처의 신호를 0으로 한 후, 노이즈성 성분을 부호화함으로서 효율이 좋은 부호화를 가능하게 할 수 있다는 것을 상술하였으나 원래의 스펙트럼 신호로부터 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 신호를 삔 것을 부호화해가는 방법을 취할 수도 있다.
이 방법에 의한 신호 부호화 장치를 제 19 도를 참조하면서 설명을 한다. 또한, 제 1 도와 같은 구성에 대해서는 같은 번호를 부여하여, 그의 설명을 생략한다.
변환회로(601)에 의해 얻어진 스펙트럼 신호는 스위치 제어 회로(808)에 의해 제어되는 스위치(801)를 걸쳐서, 톤성 성분 추출 회로(802)에 공급된다. 톤성 성분 추출 회로(802)는 상술한 제 3 도의 처리에 의해서 톤성 성분을 판별하여, 판별된 톤성 성분만을 톤성 성분 부호화 회로(603)에 공급한다. 또한, 톤성 성분 추출회로(802)는 톤성 성분 정보의 수와, 그 중심 위치 정보를 부호화열 생성 회로 (605)에 출력한다. 톤성 성분 부호화 회로(603)는 입력된 톤성 성분에 대해, 정규화 및 양자화를 행하고, 정규화 및 양자화된 톤성 성분을 가변 길이 부호화 회로 (610) 및 로칼 디코더(804)에 공급한다. 가변 길이 부호화 회로(610)는 정규화 및 양자화된 톤성 성분을 가변 길이 부호화하여, 얻어진 가변 길이 부호를 부호열 생성 회로(605)에 공급한다. 로칼 디코더(804)는 정규화 및 양자화된 톤성 성분에 대해서, 역양자화 및 정규화의 해제를 행하고, 원래의 톤성 성분의 신호를 복호한다. 단 이때, 복호 신호에는 양자화 잡음이 포함되게 된다. 로칼 디코더(804)로 부터의 출력은 1회 째의 복호 신호로서, 가산기(805)에 공급된다. 또한, 가산기(805)에는 스위치 제어 회로(808)에 의해서 제어되는 스위치(806)를 걸쳐서, 변환 회로(601)로부터의 원래의 스펙트럼 신호가 공급된다. 가산기(805)는 원래의 스펙트럼 신호로부터 1회 재의 복호 신호를 빼서 1회 째의 차분 신호를 출력한다. 톤성 성분의 추출, 부호화, 차분화 처리를 1회로 종료하는 경우는, 이 1회 째의 차분 신호가 노이즈성 성분으로서, 스위치 제어 회로(808)에 따라 제어되는 스위치(807)를 걸쳐서, 노이즈성 성분 부호화 회로(604)에 공급된다. 톤성 성분의 추출, 부호화, 차분화 처리를 반복하는 경우는, 1회 째의 차분 신호는 스위치(801)를 걸쳐서 톤성 성분 추출 회로(802)에 공급된다. 톤성 성분 추출 회로(802), 톤성 성분 부호화 회로(603), 로칼 디코더(804)는 상술한 바와 같은 처리를 행하고, 얻어진 2회째의 복호 신호가 가산기(805)에 공급된다. 또한, 가산기(805)에는 스위치(806)를 걸쳐서 1회 째의 차분 신호가 공급된다. 가산기(805)는 1회 째의 차분 신호로부터, 2회 째의 복호 신호를 빼서 2회 째의 차분 신호를 출력한다. 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 2회로 종료하는 경우는, 이 2회 째의 차분 신호가 노이즈성 성분으로서, 스위치(807)를 걸쳐서, 노이즈성 성분 부호화 회로(604)에 공급된다. 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 다시 반복하는 경우는, 상술한 바와 같은 처리가 톤성 성분 추출 회로(802), 톤성 성분 부호화 회로(603), 로칼 디코더(804), 가산기(805)에 의해 행해진다. 스위치 제어 회로(808)는 톤성 성분 정보수의 역치를 유지하고 있고, 톤성 성분 추출 회로로부터 얻어지는 톤성 성분 정보수가 이 역치를 초과한 경우에 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화 처리를 종료하도록 스위치(807)를 제어한다. 또한, 톤성 성분 부호화 회로(603)에 있어서, 톤성 성분이 추출되지 아니하게 된 시점에서, 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 종료로 할 수도 있다.
제 6 도, 제 7 도는 이와 같은 방법에 대해서 설명을 하기 위한 도면이다. 제 7 도는 제 6 도의 스펙트럼 신호로부터 하나의 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 신호를 뺀 것이다.
또한, 제 7 도의 스펙트럼 신호로부터 다시 파선으로 표시한 성분을 톤성 성분으로서 추출하여 부호화함으로서 스펙트럼 신호의 부호화 정밀도를 높일 수가 있고, 이것을 반복해감으로서 정밀도가 높은 부호화를 할 수 있게 된다. 또한, 이 방법을 사용하는 경우, 톤성 성분을 양자화하기 위한 비트수의 상한을 낮게 설정하고 있어도 부호화 정밀도를 충분히 높게 취할 수가 있고, 따라서 양자화 비트수를 기록하는 비트수를 적게 할 수 있는 이점도 있다. 또한, 이와 같이 톤성 성분을 다단계로 추출해 가는 방법은 반드시 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 것과 동등한 신호를 원래의 스펙트럼 신호로부터 빼내가는 경우뿐만 아니라, 추출된 톤성 성분의 스펙트럼 신호를 0으로 한 경우에도 적용이 가능하고, 본 발명의 기술에 있어서 「톤성 성분을 분리한 신호」등의 표현은 이 양자를 포함하는 것이다.
이와 같이, 본 실시예의 부호화 장치에 있어서는, 원래의 파형 신호를 톤성 성분과 노이즈성 성분으로 분해해서 부호화를 행함으로서 효율이 좋은 부호화를 실현할 수가 있으나, 톤성 성분의 부호화에 관해서 이하에 기술하는 방법을 적용함으로서, 보다 한층 더 효율이 좋은 부호화를 행할 수가 있다.
즉, 각 톤성 성분은 절대치가 극대로 되는 스펙트럼 계수(이것을 여기서는 극대 스펙트럼 계수라 칭하기로 함) 및 그 주변의 스펙트럼 계수(이것을 여기에서는 주변 스펙트럼 계수라 칭하기로 함)에는 에너지가 집중하게 되나, 여기에서 각 계수를 양자화한 때의 값의 분포에는 치우침이 있고, 더욱 극대 스펙트럼 계수와 주변 스펙트럼 계수에서는 주파수축 위에서의 상대 위치 관계에 의해 그의 분포를 하는 법에는 크게 다르다. 즉, 각 톤성 성분을 구성하는 스펙트럼 계수를 극대 스펙트럼 계수에 의해 결정지워지는 정규화 계수로 정규화하면 즉, 예를 들어 톤성 성분을 구성하는 각 스펙트럼 계수를, 그의 톤성 성분중의 극대 스펙트럼 계수로 나누어주면, 양자화 후의 극대 스펙트럼 계수는 +1 또는 -1에 가까운 값으로 되는데 대해, 톤성 성분은 원래부터 스펙트럼 계수가 극대 스펙트럼 계수를 중심으로 하여 급격하게 감소하는 성격을 갖는 것이기 때문에, 양자화 후의 주변 스펙트럼 계수는 0에 가까운 값으로 보다 많이 분포한다.
이와 같이 부호화해야 할 값의 분포에 치우치는 일이 있는 경우에는 예를 들면, D.A. Huffman: A Method for Construction of Minimum Redundancy Codes, Proc, I.R.E,, 40, p.1098(1952)에 기술되어 있는 바와 같이, 빈도가 많은 패턴에는 짧은 부호 길이를 할당하는 것과 같은 말하자면 가변 길이 부호에 의해 효율이 좋게 부호화할 수 있다.
여기에서, 본 발명 실시예의 신호 부호화 장치에서는, 각 톤성 성분을 극대 스펙트럼 계수와 주변 계수로 분리하여, 각각에 대해 다른 가변 길이 부호를 적용함으로서, 효율이 좋은 부호화를 실현하도록 하고 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 톤성 성분은 주파수 축 위에서 매우 급준한 스펙트럼 분포를 갖기 때문에, 주변 스펙트럼 계수를 정규화 및 양자화한 경우의 값의 분포는 그 주변 스펙프럼 계수와 극대 스펙트럼 계수와의 주파수축 위에서의 상대 위치 관계에 의해 큰 영향을 받는다. 거기에서, 주변 스펙트럼 계수를 극대 스펙트럼 계수와의 주파수축 위에서의 상대 위치에 의해 주변 스펙트럼 계수를 다시 몇개로 분류하고, 분류된 조마다 상이한 가변 길이 부호로의 변환 규칙에 의해 변환해도좋다.
이 상대 위치의 분류의 방법으로서는 극대 스펙트럼 계수와의 주파수축 위에서의 차분의 절대치에 의해 분류를 하는 방법을 취할 수가 있다.
즉, 예를 들면 제 8 도에 도시된 바와 같은 톤성 성분의 스펙트럼에 대해서, 도면 중 ECc에 표시하는 극대 스펙트럼 계수에 대한 변환 규칙, 도면 중 ECb 및 ECd에 표시하는 주변 스펙트럼 계수에 대한 변환 규칙, 도면 중 ECa 및 ECe에 표시하는 주변 스펙트럼 계수에 대한 변환 규칙의 합계 3개의 변환 규칙을 써서 가변 길이 부호로의 변환을 할 수가 있다. 물론 처리를 간단히 하기 위해 모든 주변 스펙트럼 계수에 대해서 동일한 변환 규칙에 의해 가변 길이 부호화해도 좋다.
제 20A 도에 극대 스펙트럼 계수에 대한 변환 규칙을 도시하는 코드·테이블의 예를 도시한다. 또한, 제 20B 도에 모든 주변 스펙트럼 계수에 대하여 동일한 변환 규칙을 사용하는 경우, 주변 스펙트럼 계수의 변환 규칙을 나타내는 코드·테이블의 예를 도시한다.
정규화 및 양자화 후의 극대 스펙트럼 계수, 즉 극대 스펙트럼의 양자화값은 상술한 바와 같이, +1 또는 -1에 가까운 값으로 된다. 따라서, 제 20A 도에 도시하는 바와 같이, 이 +1 및 -1에 대해서, 그 밖의 값에 할당하는 부호 길이에 비교해서 짧은 부호 길이의 부호인 00 및 01을 할당시키면, 극대 스펙트럼 계수를 효율좋게 부호화할 수가 있다.
또한, 정규화 및 양자화 후의 주변 스펙트럼 계수, 즉 주변 스펙트럼의 양자화 값은 상술한 바와 같이, 0에 가까운 값으로 된다. 따라서, 제 20 도에 도시하는바와 같이, 이 0에 대해서, 그 밖의 값에 할당되는 부호 길이에 비교해서 짧은 부호 길이인 0을 할당하면, 주변 스펙트럼 계수를 효율 좋게 부호화할 수가 있다.
더욱이, 톤성 성분 부호화 회로(603)에서 결정되는 양자화 정밀도마다, 극대 스펙트럼 계수에 대한 코드·테이블 및 주변 스펙트럼 계수에 대한 코드·테이블을 각각 복수 설치해두고, 결정된 양자화 정밀도에 맞추어서 대응하는 코드·테이블을 선택하도록 하면 보다 효율이 좋은 부호화를 행할 수가 있다.
제 9 도는 제 1 도의 가변 길이 부호화 회로(610)의 구체적인 예를 도시한 것이다.
이 제 9 도에 있어서, 단자(800)에 입력된 톤성 성분은 제어회로(801)에 의해 극대 스펙트럼 성분과의 주파수축 위에서의 상대 위치에 의해 분류되고, 각각 대응하는 극대 스펙트럼 계수 부호화 회로(802), 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로 (803), 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로(804)의 어느 것에 보내지고, 이들 각 회로에서 각각 상술한 대응하는 변환 규칙에 의거해서 부호화된다. 각 부호화 회로 (802, 803, 804)로부터의 부호화 출력은 제어 회로(801)를 걸쳐서 출력 단자(805)로부터 출력된다.
또한, 제 10 도는 상기 제 2 도의 가변 길이 복호화 회로(715)의 구체예를 도시한 것이다.
이 제 10 도에 있어서, 입력 단자(900)에 입력된 톤성 성분 부호는 제어 회로(901)에 의해, 상기 제 9 도에서의 분류에 대응해서 분할되어서 각각 대응하는 극대 스펙트럼 계수 복호화 회로(902), 주변 스펙트럼 계수 복호화 회로(903), 주변 스펙트럼 계수 복호화 회로(904)의 어느 것에 보내지고, 이들 각 회로에서 각각 대응하는 상술한 변환 규칙에 대응하는 역변환 규칙에 기초해서 복호화된다. 각 복호화 회로(902, 903, 904)로부터의 복호화 출력은 제어 회로(901)를 걸쳐서 출력 단자(905)로부터 출력된다.
다음에, 제 11 도는 본 실시예의 부호화 장치에 의해 제 4 도의 스펙트럼 신호를 부호화한 경우의 예를 도시한 것이다. 이 부호열이 기록 매체에 기록되도록 된다.
이 예에서는, 우선 최초로 톤성 성분 정보수 tnc(제 11 도의 예에서는 예를 들면 4)가 기록매체에 기록되고, 다음에 톤성 성분 정보 tcA, tcB, tcC, tcD가, 다음에 노이즈성 성분 정보 nc1, nc2, nc3, nc4, nc5의 순서로 기록이 행해지고 있다.
톤성 성분 정보 tcA, tcB, tcC, tcD에는 그의 톤성 성분의 중심 스펙트럼의 위치를 나타내는 중심 위치 정보 CP(예를 들면 톤성 성분 tcB의 경우에는 예를 들면 15), 양자화를 위한 비트수를 나타내는 양자화 정밀도 정보(예를 들면 톤성 성분 tcB의 경우에는 예를 들면 6), 정규화 계수 정보가 정규화 및 양자화된 후 가변 길이 부호화된 각 신호 성분 정보 SCa, SCb, SCc, SCd, SCe와 함께 기록되어 있다. 이 예에 있어서, 가변 길이 부호화의 변환 규칙은 양자화 정밀도마다 결정이 되어 있고, 복호화 장치는 양자화 정밀도 정보를 참조해서 가변 길이 부호의 복호화를 행한다.
여기에서, 예를 들면, 주파수에 의해 고정적으로 양자화 정밀도가 정해져 있는 것과 같은 경우에는 물론 양자화 정밀도 정보는 기록할 필요는 없다. 또한, 상술한 실시예에서는 톤성 성분의 위치 정보로서, 각 톤성 성분의 중심 스펙트럼의 위치를 사용하도록 하였으나, 각 톤성 성분의 가장 저역의 스펙트럼의 위치(예를 들면 톤성 성분 TCB의 경우에는 14)를 기록해도 좋다.
또한, 노이즈성 성분 정보에 대해서는, 양자화 정밀도 정보(노이즈성 nc1의 경우는 예를 들면 2)와 정규화 계수 정보가 정규화 및 양자화된 각 신호 성분 정보 SC1, SC2, . . ., SC8과 함께 기록되어 있다.
여기에서 양자화 정밀도 정보가 0 인 경우에는, 그의 부호화 유닛에 있어서 실제로 부호화가 행해지지 안는다. 역시 대역에 따라서 고정적으로 양자화 정밀도가 정해져 있는 경우에는 양자화 정밀도 정보는 기록할 필요는 없다.
또한, 제 11 도는 기록 매체에 기록되어 있는 정보의 종류와 순번의 실시예를 도시하는 것이고, 예를 들면, 신호 성분 정보 SCa, SCb, SCc, SCd, SCe까지는 가변 길이의 부호로, 그의 길이는 일정하지 않다.
다음에, 본 실시예의 신호 부호화 장치에서는 각 톤성 성분의 극대 스펙트럼에 대해서, 그의 진폭 정보를 정규화 계수 정보만에 의해 부여함으로써 효율이 좋은 부호화를 가능하게도 하고 있다, 즉, 톤성 성분 부호화 회로(603)는 각 톤성 성분의 극대 스펙트럼 이외의 주파수 성분에 대해서 정규화 및 양자화를 한다. 톤성 성분 부호화 회로(603)에 있어서는 극대 스펙트럼도 포함하는 모든 각 톤성 성분에대해서 정규화 및 양자화를 행하여, 후단의 부호열 생성회로(605)에 있어서 극대 스펙트럼에 대응하는 양자화 값을 출력하지 않도록 하는 일도 있다. 이와 같은 부호화를 행한 경우, 제 11 도의 예에서는, 신호 성분 정보 SCc는 정부(正負)를 나타내는 부호만이 포함하게 된다.
여기에서, 정규화 계수는 원래, 극대 스펙트럼의 진폭 정보를 근사하는 값이 선택되기 때문에, 정규화 계수가 기록 매체에 기록되어 있는 경우에는 신호 복호화 장치는 그의 정규화 계수로부터 극대 스펙트럼의 진폭 정보의 근사치를 얻을 수가 있다. 따라서, 예를 들면 스펙트럼 정보가 MDCT나 DCT등에서 실현되고 있는 경우에는, 극대 스펙트럼은 정부(正負)를 나타내는 부호와 정규화 계수 정보로부터 그의 근사를 얻을 수가 있고, 또한 예를 들면 스펙트럼 정보가 DFT 등에서 실현되고 있는 경우에는, 극대 스펙트럼은 위상 성분만으로부터 그의 근사를 얻을 수가 있고, 극대 스펙트럼에 대해서 진폭 정보를 양자화한 정보의 기록을 생략할 수가 있다. 이 방법은 정규화 계수가 정밀도를 좋게 잡히는 경우에는 특히 유효하다.
이 경우의 신호 부호화 장치에 있어서, 정규화 계수의 정밀도가 충분하지 않은 경우에는 극대 스펙트럼 계수의 정밀도가 충분히 확보되지 않은 경우가 일어나는 일이 있다. 그러나, 제 19 도에 도시한 구성을 사용해서 다단계에 걸쳐서 톤성 성분을 추출하는 방법을 사용함으로서, 이 문제를 해결할 수가 있다. 제 6 도, 제 7 도에 도시하는 바와 같이, 이 방법에 의하면, 주파수축 위에서 중복한 주파수 성분이 톤성 성분으로서 복수회 추출될 가능성이 높다. 작은 값의 정규화 계수일수록정밀도가 좋아지도록, 예를 들면 대수척도로 일정 간격마다 설정해두는 등, 비선형으로 설정해두어도 좋다.
따라서, 복호화 장치측에서, 이 복수의 주파수 성분을 합성하면, 1개의 정규화 계수의 정밀도가 충분하지 않은 경우에도 어느 정도의 정밀도를 확보할 수가 있다. 또한, 이상의 설명에서는, 음향 신호를 본 발명 실시예의 신호 부호화 장치에서 부호화하는 예를 중심으로 설명을 하였으나, 본 발명에 있어서의 부호화에서는, 일반의 파형 신호의 부호화에도 적용하는 것이 가능하다. 단, 본 발명에 있어서의부호화에서는, 톤성 성분이 청감상 중요한 의미를 갖는 음향 신호에 대해서 효율적인 부호화를 행한 뒤에서 특히 유효하다.
더욱이, 상술한 실시예의 디스크(609)는 예를 들면 광 자기 기록 매체, 광 기록 매체, 상 변화형 광 기록 매체 등으로 할 수가 있다. 또한 디스크(609) 대신의 기록 매체로서, 테이프형 기록 매체 외에, 반도체 메모리, IC 카드 등을 사용할 수도 있다.
더욱이, 상술한 실시예에 있어서는 톤성 성분만이 가변 길이 부호하는 경우에 대해서 설명하였으나, 노이즈성 성분에 대해서도 가변 길이 부호하도록 해도 좋다.
산업상의 이용가능성
이상의 설명에서도 명백한 바와 같이, 본 발명에 관한 신호 부호화 장치에 있어서는, 입력 신호를 주파수 성분으로 변환하고, 이 변환 출력을 톤성 성분으로 형성되는 제 1 의 신호와 그 밖의 성분으로 되는 제 2 의 신호로 분리하고, 이들제 1, 제 2 의 신호를 부호화함에 있어서, 제 1 의 신호의 각 신호 성분은 상이한 부호 길이로 부호화함으로서, 톤성 성분과 노이즈성 성분으로 분해된 신호 중, 톤성 성분을 매우 효율 좋게 부호화할 수가 있고, 신호 파형 전체에 대한 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능케 되어 있다. 따라서, 이 압축된 신호를 기록매체에 기록하면, 기록 용량을 유효하게 이용할 수 있고, 더욱이, 이 기록 매체를 재생해서 얻은 신호를 부호화함으로서 양호한 신호, 예를 들면 음향 신호를 얻을 수가 있다.

Claims (45)

  1. 입력 신호를 부호화하는 신호 부호화 장치에 있어서,
    입력 신호를 주파수 성분으로 변환하는 변환 수단과,
    상기 변환 수단의 출력을 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호와 그 외의 성분으로 이루어지는 제 2의 신호로 분리하는 분리 수단과,
    상기 제 1의 신호를 부호화하는 제 1의 부호화 수단과,
    상기 제 2의 신호를 부호화하는 제 2의 부호화 수단을 구비하고,
    상기 제 1의 부호화 수단은 상기 제 1의 신호의 각 신호 성분을 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화 수단을 포함해서 이루어지는 신호 부호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1의 부호화 수단은 상기 제 1의 신호의 부호화 시에, 상기 제 1의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보를 정규화 계수에 의해 정규화하고 나서 상기 가변 길이 부호화하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가변 길이 부호화 수단은 상기 각 톤성 성분의 각 주파수 성분을, 복수개의 변환 규칙에 의해 가변 길이 부호화하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수개의 변환 규칙 중 어느 변환 규칙으로 부호화를 행해야 하는 지는, 톤성 성분의 극대 주파수 성분과 각 주파수 성분과의 주파수축 상에서의 상대위치 관계에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분에 대해서 적용되는 변환 규칙은, 보다 큰 진폭값 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것임을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 해당 변환 규칙 중 극대 주파수 성분 외의 각 주파수 성분에 대해서 적응되는 변환 규칙은, 보다 작은 진폭값 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것임을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 음향 신호인 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  8. 입력 신호를 부호화하는 신호 부호화 장치에 있어서,
    입력 신호를 주파수 성분으로 변환하는 변환 수단과,
    상기 변환 수단의 출력을 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호와 그 밖의 성분으로 이루어지는 제 2의 신호로 분리하는 분리 수단과,
    상기 제 1의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보를, 정규화 계수를 사용해서 정규화함과 함께 정규화된 진폭 정보를 양자화해서 부호화 신호를 생성하는 제 1의 부호화 수단과,
    상기 제 2의 신호를 부호화하는 제 2의 부호화 수단을 구비하고,
    상기 제 1의 부호화 수단은 상기 각 톤성 성분의 극대 주파수 성분 이외의 주파수 성분에 관한 부호화 신호를 상기 부호화 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분리 수단은 서로 주파수축 상에서 중복하는 주파수 성분을 복수회 추출하여 상기 제 1의 신호로 하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 정규화 계수의 값은 작은 것일수록 정밀도가 좋게 설정하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 음향 신호인 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  12. 부호화 신호가 기록된 기록 매체에 있어서,
    가변 길이 부호화된 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호와,
    그 밖의 성분으로 이루어지는 제 2의 신호를 분리하여 기록해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호는 각 톤성 성분의 진폭 정보를 정규화 계수에 의해 정규화해서 부호화한 신호인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호는 복수개의 변환 규칙에 의해서 부호화되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수개의 변환 규칙 중 어느 변환 규칙에서 부호화가 행해지고 있는 가는 톤성 성분의 극대 주파수 성분과 각 주파수 성분과의 주파수축 상에서의 상대 위치 관계에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분에 대해서 적용되어 있는 변환 규칙은 보다 큰 진폭값 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것임을 특징으로 하는 기록 매체.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분 외의 각 주파수 성분에 대해서 적용되어 있는 변환 규칙은 보다 작은 진폭 값 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 행하는 것임을 특징으로 하는 기록 매체.
  18. 제 12 항에 있어서,
    기록되는 신호는 음향 신호인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호는 극대 주파수 성분의 진폭 정보를 정규화 및 양자화한 정보를 제외하고 톤성 성분의 진폭 정보를 정규화 및 양자화해서 부호화한 정보와 상기 정규화시의 정규화 계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호는 주파수축 상에서 중복한 복수의 톤성 성분을 포함하는것을 특징으로 하는 기록 매체.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 정규화를 위한 정규화 계수는 값이 작은 것일수록 정밀도가 좋게 설정되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  22. 제 19 항에 있어서,
    기록되는 신호는 음향 신호인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  23. 부호화된 신호를 복호화 하는 신호 복호화 장치에 있어서,
    가변 길이 부호화된 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호를 복호화 하는 제 1의 복호화 수단과,
    그 밖의 성분으로 이루어지는 제 2의 신호를 복호화 하는 제 2의 복호화 수단과,
    각각의 신호를 합성해서 역변환을 행하거나 혹은 각각의 신호를 역변환해서 합성하는 합성 역변환 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보는 정규화 계수에 의해 정규화되어 부호화되어지는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1의 복호화 수단은 복수개의 변환 규칙에 의해 상기 제 1의 신호를 복호화하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 복수개의 변환 규칙 중 어느 변환 규칙에서 복호화를 하는지는 톤성 성분의 극대 주파수 성분과 각 주파수 성분과의 주파수축 상에서의 상대 위치 관계에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분에 대해서 적용되어 있는 변환 규칙은 보다 큰 진폭값 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 하는 것으로 되는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분 이외에 대해서 적용되어 있는 변환 규칙은 보다 작은 진폭값 정보를 갖는 것에 대해서 보다 짧은 부호로의 변환을 하는 것으로 되는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  29. 제 23 항에 있어서,
    상기 합성 역변환 수단은 음향 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  30. 부호화된 신호를 복호화하는 신호 복호화 장치에 있어서,
    정규화되어 부호화된 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호를 복호화 하는 제 1의 복호화 수단과,
    그 밖의 성분으로 이루어지는 제 2의 신호를 복호화하는 제 2의 복호화 수단과,
    각각의 신호를 합성해서 역변환을 행하거나 혹은 각각의 신호를 역변환해서 합성하는 합성 역변환 수단을 구비하고,
    상기 제 1의 복호화 수단은 전송된 정규화 계수에 기초해서, 상기 톤성 성분의 극대 주파수 성분을 재생하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호의 톤성 성분은 주파수축 상에서 중복해서 부호화되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 정규화 계수는 값이 작은 것일수록 정밀도가 좋게 설정되는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 합성 역변환 수단은 음향 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  34. 입력 신호의 부호화 방법에 있어서,
    입력 신호를 주파수 성분으로 변환하고,
    상기 주파수 성분을 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호와 그 밖의 성분으로 이루어지는 제 2의 신호로 분리하고,
    상기 제 1의 신호를 가변 길이 부호화하며,
    상기 제 2의 신호를 부호화하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호의 진폭 정보를 정규화 계수에 의해 정규화한 후, 상기 가변 길이 부호화를 행하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호를 복수의 상이한 변환 규칙에 기초해서 가변 길이 부호화하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호의 신호 중 극대 주파수 성분과 그 이외의 주파수 성분의 주파수축 상에서의 상대 위치 관계에 기초해서 상기 복수의 상이한 변환 규칙의 어느 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분에 대해서 적용되는 변환 규칙은 보다 큰 진폭 정보에 대해서 보다 짧은 부호를 할당하는 것임을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 변환 규칙 중 극대 주파수 성분 이외의 각 주파수 성분에 대해서 적용되는 변환 규칙은 보다 작은 진폭 정보에 대해서 보다 짧은 부호를 할당하는 것임을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  40. 입력 신호를 부호화하는 신호 부호화 방법에 있어서,
    입력 신호를 주파수 성분으로 변환하고,
    변환된 신호를 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호와 그 밖의 성분으로이루어지는 제 2의 신호로 분리하며,
    상기 제 1의 신호의 각 톤성 성분의 진폭 정보를, 정규화 계수를 사용해서 정규화하는 것과 함께 정규화된 진폭 정보를 양자화해서 부호화하고,
    상기 제 2의 신호를 부호화하고,
    상기 제 1의 신호의 부호화의 스텝은 상기 각 톤성 성분의 극대 주파수 성분이외의 주파수 성분에 관한 부호화 신호를 상기 부호화 신호로서 출력하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 분리의 스텝은 서로 주파수축 상에서 중복하는 주파수 성분을 복수회 추출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  42. 제 40 항에 있어서,
    상기 정규화 계수는 작은 것일수록 정밀도가 좋게 설정되는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  43. 부호화된 신호를 복호화하는 신호 복호화 방법에 있어서,
    정규화 되어 부호화된 톤성 성분으로 이루어지는 제 1의 신호를 복호화하고,
    그 밖의 성분으로 이루어지는 제 2의 신호를 복호화하고,
    각각의 신호를 합성해서 역변환을 하거나 혹은 각각의 신호를 역변환해서 합성을 하여 원래의 신호를 재생하며,
    상기 제 1의 신호의 복호화의 스텝은 전송된 정규화 계수에 기초해서, 상기 톤성 성분의 극대 주파수 성분을 재생하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 1의 신호는 서로 주파수축 상에서 중복한 복수의 톤성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 방법.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 정규화 계수는 값이 작은 것일수록 정밀도가 좋도록 설정되는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 방법.
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