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JP3334437B2 - Encoding method, encoding device, recording medium, and decoding device - Google Patents
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JP3334437B2 - Encoding method, encoding device, recording medium, and decoding device - Google Patents

Encoding method, encoding device, recording medium, and decoding device

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JP3334437B2
JP3334437B2 JP16847795A JP16847795A JP3334437B2 JP 3334437 B2 JP3334437 B2 JP 3334437B2 JP 16847795 A JP16847795 A JP 16847795A JP 16847795 A JP16847795 A JP 16847795A JP 3334437 B2 JP3334437 B2 JP 3334437B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はデジタル信号を高品質で
伝送するための符号方法と符号装置と記録媒体と復号装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoding method, an encoding device, a recording medium, and a decoding device for transmitting a digital signal with high quality.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンパクトディスクやDAT等デジタル
信号による音楽の記録再生が広く行なわれている。例え
ばコンパクトディスクはサンプリング周波数44.1kH
z、16ビットの直線符号で記録している。この方式で
は22.05kHzを超える音の再生もできないし、98d
Bを超えるダイナミックレンジを得ることも原理的に不
可能である。生演奏の楽器から発生する音響信号には2
2.05kHzを超える成分を含んでいるにも関わらず、可
聴帯域外であることを理由にこの成分を再生する必要が
ないとされていた。ところが近年、超高音が人間の脳波
であるα波を活性化する可能性についての研究がなされ
ており、超高音が脳波に何らかの作用があると考えられ
始めてきた。人間に聴こえるかどうかは個体差もあって
一概には言えないが何らかの身体的生理的な影響や効果
があること、および将来の文化遺産としてより高音質な
ものを残すために再生信号における超高域成分が重要で
あることが指摘されている。また、実際の音のダイナミ
ックレンジは100dBを超え130dBに到るものが
存在することに対して、これを直線符号の16ビットで
表現した場合のクリップ歪が生じやすいこと、および特
に信号の小さい領域で量子化誤差による歪みが音の濁り
となることなどからダイナミックレンジが不足している
ことが指摘されている。
2. Description of the Related Art Music recording and reproduction using digital signals such as compact discs and DATs are widely performed. For example, a compact disc has a sampling frequency of 44.1 kHz.
z, recorded by a 16-bit linear code. This method cannot reproduce sound exceeding 22.05kHz, and 98d
Obtaining a dynamic range exceeding B is also impossible in principle. Acoustic signals from live musical instruments include 2
In spite of including a component exceeding 2.05 kHz, it was said that there was no need to reproduce this component because it was out of the audible band. However, in recent years, studies have been conducted on the possibility that ultra-treble activates α-wave, which is a human brain wave, and it has begun to be considered that ultra-treble has some effect on brain wave. Whether or not it can be heard by humans can not be said unconditionally due to individual differences, but it has some physical and physiological influences and effects, and in order to leave higher sound quality as a cultural heritage in the future, it is extremely high in the reproduced signal It has been pointed out that regional components are important. In addition, while there is an actual sound whose dynamic range exceeds 100 dB and reaches 130 dB, clip distortion is likely to occur when this is expressed by a linear code of 16 bits. It has been pointed out that the dynamic range is insufficient because distortions due to quantization errors make the sound muddy.

【0003】そこで、誠文堂新光社発行、無線と実験誌
1995年2月号第100〜101頁に示されるよう
に、16ビットデータのLSBを用い、このビットに2
2.05kHz以上の音楽信号情報をADPCMを用いて記
録するという方法(方式1とする)や、アイエー出版社
発行、ラジオ技術誌1991年4月号第147〜150
頁に示されるように、ノイズシェーピングを用いて量子
化雑音を15kHz〜22.05kHzに追いやり、聴感上の
ダイナミックレンジを改善する方法(方式2とする)が
提案されている。
[0003] Therefore, as shown in the radio and experiment magazine, February 1995, pages 100 to 101, published by Seibundo Shinkosha, LSB of 16-bit data is used, and 2 bits are used for this bit.
A method of recording music signal information of 2.05 kHz or more using ADPCM (method 1), and a radio technology magazine, April 1991, pp. 147 to 150, published by IAI Publishing Co., Ltd.
As shown on the page, there has been proposed a method (method 2) for improving the perceived dynamic range by driving the quantization noise to 15 kHz to 22.05 kHz using noise shaping.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、方式1においては再生帯域は広くなる反
面、可聴帯域でのダイナミックレンジが6dB低下する
問題があり、また、方式2においては可聴帯域内の15
kHz〜20kHzでダイナミックレンジが著しく低下すると
いう問題点があった。
However, in the above configuration, although the reproduction band is wide in the scheme 1, there is a problem that the dynamic range in the audible band is reduced by 6 dB. Within 15
There was a problem that the dynamic range was remarkably reduced between kHz and 20 kHz.

【0005】本発明は上記の問題を解決するもので、広
帯域でしかも高ダイナミックレンジを有する符号方法と
符号装置と記録媒体と復号装置を提供することを目的と
する。
An object of the present invention is to provide an encoding method, an encoding device, a recording medium, and a decoding device having a wide dynamic range and a high dynamic range.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による符号方法は、非一様量子化特性を有する
入力符号を非一様に量子化する非一様量子化と、前記非
一様量子化とは逆変換を行う逆量子化と、前記非一様量
子化と前記逆量子化の両方の変換を行うプロセスの前後
の差を所定の伝達関数H1(z)をかけて入力信号と加算
し、前記加算結果を前記非一様量子化プロセスに帰還す
る系により符号結果を得るようにし、また、この目的を
達成するために本発明による符号装置は、非一様量子化
特性を有する非一様量子化器とこれの逆特性を有する逆
量子化器Aで構成した再量子化器に入力する信号と出力
信号との誤差信号または量子化雑音を所定の伝達特性を
有する帰還回路を介して入力信号に合成するようにし、
また、この目的を達成するために本発明による記録媒体
は、前記符号化された信号を記録し、また、この目的を
達成するために本発明による符号方法は、前記符号化さ
れた信号を前記逆量子化器Aと同特性の逆量子化器Bで
逆量子化した信号を再生するようにした。
In order to achieve this object, a coding method according to the present invention comprises a non-uniform quantization for non-uniformly quantizing an input code having non-uniform quantization characteristics; The difference between before and after the process of performing both the non-uniform quantization and the inverse quantization is input by multiplying a predetermined transfer function H1 (z). Signal to obtain a code result by a system that feeds back the result of the addition to the non-uniform quantization process, and in order to achieve this object, the coding apparatus according to the present invention employs a non-uniform quantization characteristic. And an error signal or quantization noise between a signal input to a requantizer constituted by a non-uniform quantizer having an inverse quantizer A and an inverse quantizer A having an inverse characteristic thereof, or a feedback signal having a predetermined transfer characteristic. To be synthesized with the input signal through the circuit,
Further, in order to achieve this object, a recording medium according to the present invention records the encoded signal, and in order to achieve this object, a coding method according to the present invention converts the encoded signal into the encoded signal. A signal inversely quantized by the inverse quantizer B having the same characteristics as the inverse quantizer A is reproduced.

【0007】[0007]

【作用】上記のようにしたため、逆量子化信号は非一様
量子化による非直線変換と逆量子化による逆変換によ
り、信号強度によって丸め誤差すなわち量子化誤差の大
きさを符号の大きさによって変化させる作用がある。例
えば入力符号の小さい場合には24ビットで細かく量子
化し、入力符号の大きさの増加にともなって徐々に粗く
23ビット,22ビットとし、入力符号が最大の場合は
最も粗く15ビットで量子化するようにできる。すなわ
ち146dBのダイナミックレンジの内、符号化の持つ
瞬時S/N比は入力符号の大きさによって92dBから
146dBまで変化させられる。この量子化誤差を帰還
して入力符号と加算することでスペクトル変換を行う作
用が生じ、粗い量子化の入力符号の領域であっても、低
周波数帯域内のダイナミックレンジを拡大できる。
As described above, the inversely quantized signal changes the magnitude of the rounding error, that is, the quantization error, depending on the signal strength, by the nonlinear transformation by the nonuniform quantization and the inverse transformation by the inverse quantization, depending on the magnitude of the code. Has the effect of causing. For example, when the input code is small, it is finely quantized by 24 bits, and gradually increases to 23 bits and 22 bits as the size of the input code increases, and when the input code is maximum, it is quantized by 15 bits most coarsely. I can do it. That is, within the dynamic range of 146 dB, the instantaneous S / N ratio of the coding can be changed from 92 dB to 146 dB depending on the size of the input code. By feeding back the quantization error and adding the quantization error to the input code, an effect of performing spectrum conversion occurs, so that the dynamic range in the low frequency band can be expanded even in the region of the input code of coarse quantization.

【0008】また、再量子化信号は非一様量子化器によ
る非直線変換と逆量子化器による逆変換により、信号の
大きさを変えずに、信号強度によって丸め誤差すなわち
量子化雑音の大きさを信号強度によって変化させる作用
がある。例えば入力信号の小さい場合には24ビットで
細かく量子化し、入力信号強度の増加にともなって徐々
に粗く23ビット,22ビットとし、入力信号強度が最
大の場合は最も粗く15ビットで量子化するようにでき
る。すなわち146dBのダイナミックレンジの内、瞬
時S/N比は入力信号強度によって92dBから146
dBまで変化させられる。この量子化雑音を帰還回路を
介して入力信号に合成することでスペクトル変換を行う
作用が生じ、粗い量子化の入力信号強度の領域であって
も、可聴帯域内のダイナミックレンジを拡大できる。
Further, the requantized signal is subjected to non-uniform quantization by a non-uniform quantizer and inverse conversion by an inverse quantizer, without changing the signal size, but by rounding error, that is, the magnitude of quantization noise depending on the signal strength. Is changed by the signal strength. For example, if the input signal is small, it is finely quantized by 24 bits, and gradually increases to 23 bits and 22 bits as the input signal strength increases, and if the input signal strength is maximum, it is quantized by 15 bits most coarsely. Can be. That is, within the dynamic range of 146 dB, the instantaneous S / N ratio is changed from 92 dB to 146 depending on the input signal strength.
dB. By combining this quantization noise with the input signal via the feedback circuit, an effect of performing spectrum conversion occurs, and even in the region of the input signal strength of coarse quantization, the dynamic range in the audible band can be expanded.

【0009】また、上記した符号を信号として記録でき
る。また、上記した符号を信号として受信して逆量子化
することにより、信号の小さい場合には24ビットで細
かく量子化し、入力信号強度の増加にともなって徐々に
粗く23ビット,22ビットとし、入力信号強度が最大
の場合は最も粗く15ビットで量子化した信号、すなわ
ち146dBのダイナミックレンジの内、瞬時S/N比
は入力信号強度によって92dBから146dBまで変
化させた信号の量子化雑音を帰還回路を介して入力信号
に合成することでスペクトル変換を行った信号を復号化
する作用が生じ、粗い量子化の入力信号強度の領域であ
っても、可聴帯域内のダイナミックレンジを拡大できる
ものである。
Further, the above-mentioned code can be recorded as a signal. Also, by receiving the above code as a signal and dequantizing it, if the signal is small, it is finely quantized by 24 bits, and gradually increases to 23 bits and 22 bits as the input signal strength increases. When the signal strength is the maximum, the feedback circuit converts the coarsest quantized signal with 15 bits, that is, the quantization noise of the signal whose instantaneous S / N ratio is changed from 92 dB to 146 dB depending on the input signal strength within the dynamic range of 146 dB. By combining the signal with the input signal via the, an effect of decoding the signal subjected to the spectrum conversion occurs, and the dynamic range in the audible band can be expanded even in the region of the input signal strength of the coarse quantization. .

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明を行う。図1は本発明の実施例における
符号装置を示すブロック図である。図中、110は加算
器、120は非一様量子化器、130は逆量子化器、1
40は減算器、150は帰還回路である。なお、信号線
の傍に引き出し線を付けずに記入の数字はビット数を表
す。入力端子101より入力する入力信号X(ここでは
サンプリング周波数を192kHz 、語長を24ビット
としている)を加算器110を通じて非一様量子化器1
20に供給する。加算器110のもう一方の加算入力信
号は帰還回路150から供給される量子化雑音Qであ
る。非一様量子化器120は入力される24ビットの信
号を16ビットの信号に圧縮する。圧縮の方法について
は後述する。この圧縮した16ビットの信号は出力端子
102から出力信号Wとして出力して復号装置へ伝送す
るとともに、逆量子化器130に入力する。逆量子化器
130は非一様量子化器120の圧縮特性とは逆特性と
なるようにして逆量子化し24ビットの信号に伸長す
る。非一様量子化器120と逆量子化器130により再
量子化した再量子化信号Yは減算器140に入力する。
減算器140は再量子化の入力信号と再量子化の出力信
号との差信号すなわち量子化雑音Qを出力する。この量
子化雑音Qは伝達特性H1(z)を有する帰還回路150で
周波数およびまたは位相特性の変換を行い加算器110
へ帰還する。再量子化信号Yについて式で表すと、 Y=X+(1−H1(z))*Q となり、再量子化信号Yは入力信号Xの成分と量子化雑
音Qの伝達特性H1(z)で帰還した成分の和となる。した
がって伝達特性H1(z)によって量子化雑音Qのスペクト
ル変換を行うことができる。これらのループによりΔΣ
変調を行い所定のスペクトル変換を施し、非一様量子化
器120で圧縮した16ビットの信号を出力端子102
から出力信号Wとして出力する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an encoding device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 110 is an adder, 120 is a non-uniform quantizer, 130 is an inverse quantizer, 1
40 is a subtractor and 150 is a feedback circuit. Note that the number entered without a leader line beside the signal line indicates the number of bits. An input signal X (here, a sampling frequency is 192 kHz and a word length is 24 bits) input from an input terminal 101 is supplied to a non-uniform quantizer 1 through an adder 110.
20. The other input signal of the adder 110 is the quantization noise Q supplied from the feedback circuit 150. The non-uniform quantizer 120 compresses the input 24-bit signal into a 16-bit signal. The compression method will be described later. The compressed 16-bit signal is output as an output signal W from the output terminal 102, transmitted to the decoding device, and input to the inverse quantizer 130. The inverse quantizer 130 inversely quantizes the data so as to have a characteristic opposite to the compression characteristic of the non-uniform quantizer 120 and expands the signal into a 24-bit signal. The requantized signal Y requantized by the non-uniform quantizer 120 and the inverse quantizer 130 is input to the subtractor 140.
The subtractor 140 outputs a difference signal between the requantization input signal and the requantization output signal, that is, a quantization noise Q. This quantization noise Q is converted in frequency and / or phase characteristics by a feedback circuit 150 having a transfer characteristic H1 (z),
Return to. When the re-quantized signal Y is expressed by an equation, Y = X + (1−H1 (z)) * Q, and the re-quantized signal Y is represented by a component of the input signal X and a transfer characteristic H1 (z) of the quantization noise Q. It is the sum of the returned components. Therefore, the spectrum conversion of the quantization noise Q can be performed by the transfer characteristic H1 (z). With these loops, ΔΣ
The 16-bit signal that has been modulated and subjected to a predetermined spectral conversion and compressed by the non-uniform quantizer 120 is output to the output terminal 102.
As an output signal W.

【0011】出力信号Wは伝送装置、ここでは高密度光
ディスクの書き込み装置(図示せず)へ出力し、記録フ
ォーマットを形成して高密度光ディスクの媒体(図示せ
ず)に記録する。この媒体を再生手段(図示せず)で再
生し復号信号を取り出す。ここで、再量子化信号Yを出
力信号Wを使って表すと、 Y=W*P-1 信号Wを逆量子化器130で逆量子化すると再量子化信
号Yが得られので、復号装置では、入力信号Wを逆量子
化器130の特性P-1と等価な特性を有する逆量子化器
210で逆量子化して再量子化信号Yと同一または同等
の信号を再生する。
The output signal W is output to a transmission device, here, a writing device (not shown) for a high-density optical disk, forms a recording format, and is recorded on a medium (not shown) for the high-density optical disk. The medium is reproduced by reproducing means (not shown) to extract a decoded signal. Here, when the requantized signal Y is represented by using the output signal W, if the Y = W * P -1 signal W is inversely quantized by the inverse quantizer 130, the requantized signal Y is obtained. Then, the input signal W is inversely quantized by the inverse quantizer 210 having characteristics equivalent to the characteristic P -1 of the inverse quantizer 130, and a signal identical or equivalent to the requantized signal Y is reproduced.

【0012】図2は本発明の実施例における復号装置を
示すブロック図である。図中、210は逆量子化器、2
20はデジタルフィルタ、230はDAコンバータ,2
40はローパスフィルタである。入力信号Wは入力端子
201から入力し逆量子化器210へ供給する。逆量子
化器210の特性は符号装置100の逆量子化器130
と同一または同等のものである。16ビットの入力信号
Wは逆量子化器210で非一様量子化器120の圧縮特
性とは逆特性となるように逆量子化して24ビットの逆
量子化信号Y2に伸長する。この24ビットの逆量子化
信号Y2は符号装置100における再量子化信号Yに相
当する。すなわちΔΣ変調によってスペクトルを変換し
た量子化雑音Qを含む信号となる。192kHz、24ビ
ットの逆量子化信号Y2はデジタルフィルタ220にお
いて2倍オーバーサンプリング処理を行い、384kH
z、24ビットの信号に変換してDAコンバータ230
に入力する。DAコンバータ230がこの信号をアナロ
グ信号に変換し、次いでローパスフィルタ240によっ
て折り返し歪を除去して出力端子203からアナログ信
号出力Aとして出力する。デジタルフィルタ220とロ
ーパスフィルタ240とを合わせた総合特性でナイキス
ト周波数である96kHz以上の成分を落とすものであれ
ば良く、また、デジタルフィルタ220を用いず、逆量
子化信号Y2をDAコンバータ230において直接D/
A変換する事も可能である。この場合にローパスフィル
タ240は96kHz以上の成分を急峻に遮断するもので
あることが好ましい。
FIG. 2 is a block diagram showing a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 210 is an inverse quantizer, 2
20 is a digital filter, 230 is a DA converter, 2
40 is a low-pass filter. The input signal W is input from the input terminal 201 and supplied to the inverse quantizer 210. The characteristic of the inverse quantizer 210 is the inverse quantizer 130 of the encoding device 100.
Is the same or equivalent. The 16-bit input signal W is inversely quantized by the inverse quantizer 210 so as to have an inverse characteristic to the compression characteristic of the non-uniform quantizer 120, and expanded to a 24-bit inversely quantized signal Y2. The 24-bit inversely quantized signal Y2 corresponds to the requantized signal Y in the encoding device 100. That is, it becomes a signal containing quantization noise Q whose spectrum has been converted by ΔΣ modulation. The inversely quantized signal Y2 of 192 kHz and 24 bits is subjected to a double oversampling process in the digital filter 220 to be 384 kHz.
z, converted to 24-bit signal and converted to DA converter 230
To enter. The D / A converter 230 converts this signal into an analog signal, then removes aliasing distortion by a low-pass filter 240 and outputs the analog signal from the output terminal 203 as an analog signal output A. It is sufficient if the integrated characteristics of the digital filter 220 and the low-pass filter 240 are such as to drop a component of 96 kHz or more, which is the Nyquist frequency, and the inverse quantized signal Y2 is directly transmitted to the DA converter 230 without using the digital filter 220. D /
A conversion is also possible. In this case, it is preferable that the low-pass filter 240 sharply cuts off a component of 96 kHz or more.

【0013】以上のように全体を構成した実施例におい
て、量子化雑音の諸特性について詳しく説明する。量子
化雑音の原因は量子化刻みの粗さによって生じる誤差信
号であるので、まず、量子化刻みの粗さの入力信号強度
による制御と量子化雑音の関係、次に、ΔΣ変調による
量子化雑音の周波数スペクトル制御について述べる。従
来のΔΣ変調は固定語長の一様量子化器を用いるので信
号強度にかかわらず略一定の丸め誤差となり、16ビッ
ト信号であれば98dBのダイナミックレンジとなる。
これに対し実施例では信号強度によって丸め誤差すなわ
ち量子化雑音の大きさを変える方式を用いる。再量子化
信号Yは非一様量子化器120による非直線変換と逆量
子化器130による逆変換により信号の大きさを不変と
したまま、信号強度によって丸め誤差の大きさを変え、
これに応じて量子化雑音の大きさを変えている。入力信
号の小さい場合には24ビットで細かく量子化し、入力
信号強度の増加にともなって徐々に粗く23ビット,2
2ビットとし、入力信号強度が最大の場合は最も粗く1
5ビットで量子化するようにした。このため量子化雑音
は入力信号強度が小の時最小となり24ビット精度すな
わち146dBの瞬時S/N比とダイナミックレンジが
得られる。入力信号強度が大きい時には15ビット精度
すなわち92dBの瞬時S/N比となる。146dBの
ダイナミックレンジの内、瞬時S/N比は入力信号強度
によって92dBから146dBまで変化することにな
る。
In the embodiment constructed as above, various characteristics of the quantization noise will be described in detail. Since the cause of the quantization noise is an error signal generated by the roughness of the quantization step, first, the relationship between the control of the roughness of the quantization step by the input signal strength and the quantization noise, and then the quantization noise by ΔΣ modulation Will be described. Since the conventional ΔΣ modulation uses a uniform quantizer having a fixed word length, the rounding error becomes substantially constant irrespective of the signal strength, and a 16-bit signal has a dynamic range of 98 dB.
On the other hand, in the embodiment, a method is used in which the magnitude of the rounding error, that is, the quantization noise is changed depending on the signal intensity. The re-quantized signal Y changes the magnitude of the rounding error according to the signal strength while keeping the magnitude of the signal unchanged by the non-linear transform by the non-uniform quantizer 120 and the inverse transform by the inverse quantizer 130,
The magnitude of the quantization noise is changed accordingly. When the input signal is small, it is finely quantized by 24 bits, and gradually increases to 23 bits, 2 bits as the input signal strength increases.
When the input signal strength is the maximum, the coarsest 1
Quantization is performed with 5 bits. Therefore, the quantization noise is minimized when the input signal strength is small, and a 24-bit accuracy, that is, an instantaneous S / N ratio and a dynamic range of 146 dB can be obtained. When the input signal strength is large, the instantaneous S / N ratio becomes 15 bits, that is, 92 dB. Within the dynamic range of 146 dB, the instantaneous signal-to-noise ratio changes from 92 dB to 146 dB depending on the input signal strength.

【0014】図3は実施例における非一様量子化器12
0と逆量子化器130を組み合わせた場合の瞬時S/N
比対入力信号強度の特性を示す図である。図中の縦軸は
瞬時S/N比であり、瞬時S/N比は0Hzからナイキ
スト周波数である96kHzまでの信号帯域での信号対
雑音歪み率である。図3から判るとおり従来の直線符号
(16ビット)に比べて、入力レベルのほぼ全域に渡り
瞬時S/N比を大幅に改善することができる。具体的な
非一様量子化器120の圧縮方法としてはランレングス
1/n圧縮フローティング符号を使用した。ランレング
ス1/n圧縮フローティング符号方法を説明する。
FIG. 3 shows a non-uniform quantizer 12 according to the embodiment.
0 and the instantaneous S / N when the inverse quantizer 130 is combined
FIG. 9 is a diagram illustrating characteristics of a ratio versus input signal strength. The vertical axis in the figure is the instantaneous S / N ratio, and the instantaneous S / N ratio is a signal-to-noise distortion rate in a signal band from 0 Hz to 96 kHz which is the Nyquist frequency. As can be seen from FIG. 3, the instantaneous S / N ratio can be greatly improved over almost the entire input level as compared with the conventional linear code (16 bits). As a specific compression method of the non-uniform quantizer 120, a run-length 1 / n compressed floating code was used. A run-length 1 / n compression floating code method will be described.

【0015】元データとなる直線符号の上位で所定論理
のビットが連続する連続データQ0と、前記連続データ
Q0の連続性をブレークする反転ビットT0と、前記反
転ビットT0以降の下位データD0とで構成されるLビ
ットの直線符号を入力し、前記連続データQ0のランレ
ングスを圧縮して得られる圧縮連続データQ1と、前記
圧縮連続データQ1の連続性をブレークする反転ビット
T1と、前記ランレングスを圧縮する時に生じる剰余F
1を表す圧縮剰余データC1と、前記下位データD0を
丸めて得る仮数データD1とで構成するMビットの圧縮
データに変換して出力する。ただし、前記連続データQ
0のランレングスをL0、前記圧縮連続データQ1のラ
ンレングスをL1、nを2以上の整数とするとき、 L1=int(L0/n) F1=L0 mod n とする。
The continuous data Q0 in which bits of a predetermined logic continue above the linear code serving as the original data, the inverted bit T0 for breaking the continuity of the continuous data Q0, and the lower data D0 subsequent to the inverted bit T0. A compressed continuous data Q1 obtained by inputting a linear code of L bits configured and compressing the run length of the continuous data Q0, an inverted bit T1 for breaking the continuity of the compressed continuous data Q1, and the run length Remainder F generated when compressing
The data is converted into M-bit compressed data composed of compressed remainder data C1 representing 1 and mantissa data D1 obtained by rounding the lower-order data D0 and output. However, the continuous data Q
When the run length of 0 is L0, the run length of the compressed continuous data Q1 is L1, and n is an integer of 2 or more, L1 = int (L0 / n) and F1 = L0 mod n.

【0016】また、逆量子化器130の逆量子化はラン
レングス1/n圧縮フローティング符号の逆変換を行う
ため、次の方法を使用した。上位で所定論理のビットが
連続する圧縮連続データQ1、前記圧縮連続データQ1
の連続性をブレークする反転ビットT1、ランレングス
を圧縮する時に生じる剰余F1を表す圧縮剰余データC
1および仮数データD1によって構成する圧縮データを
もとに、前記Q1のランレングスをn倍に伸長し、前記
C1の値に応じた長さの連続データを付加し、Q0の連
続性をブレークする反転ビットT0を付加し、引き続き
前記仮数データD1を付加して、連続データQ0,反転
ビットT0および仮数データD0を読み出して伸長デー
タを出力する。
In the inverse quantization of the inverse quantizer 130, the following method is used to perform the inverse transform of the run-length 1 / n compressed floating code. Compressed continuous data Q1 in which bits of a predetermined logic continue at a higher order;
Bit T1 that breaks the continuity of the data, compressed remainder data C representing the remainder F1 generated when compressing the run length
Based on the compressed data composed of 1 and the mantissa data D1, the run length of Q1 is expanded by n times, and continuous data having a length corresponding to the value of C1 is added to break the continuity of Q0. The inversion bit T0 is added, the mantissa data D1 is subsequently added, the continuous data Q0, the inversion bit T0 and the mantissa data D0 are read out, and the expanded data is output.

【0017】ただし、前記連続データQ0のランレング
スをL0、前記圧縮連続データQ1のランレングスをL
1、圧縮剰余データC1から求める剰余をF1、nを2
以上の整数とするとき、 L0=L1*n+F1 D0=D1 とする。
Here, the run length of the continuous data Q0 is L0, and the run length of the compressed continuous data Q1 is L.
1. The remainder obtained from the compressed remainder data C1 is F1, and n is 2
Assuming the above integer, L0 = L1 * n + F1 D0 = D1.

【0018】以上のランレングス1/n圧縮フローティ
ング符号の圧縮方法および圧縮装置および復号装置につ
いては、特開平4−286421号公報,特開平5−1
83445号公報および特開平5−284039号公報
にそれぞれ具体的に記述されている。ここでは圧縮方法
の概要および特性を説明する。図4(a)は本発明の実
施例に使用したランレングス1/2圧縮フローティング
符号の構成を示す概念図であり、図4(b)は直線符号
(24ビット)をランレングス1/2圧縮フローティン
グ符号(16ビット)に圧縮する符号変換を説明するた
めの図である。以下、図に従って、まず圧縮(非一様量
子化)の手順について説明する。
The compression method, compression apparatus and decoding apparatus for the run-length 1 / n compressed floating code described above are disclosed in JP-A-4-286421 and JP-A-5-15-1.
Specific descriptions are given in JP-A-83445 and JP-A-5-284039. Here, the outline and characteristics of the compression method will be described. FIG. 4A is a conceptual diagram showing a configuration of a run length 1/2 compression floating code used in the embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a view showing a linear code (24 bits) in run length 1/2 compression. It is a figure for explaining code conversion which compresses to a floating code (16 bits). Hereinafter, the procedure of compression (non-uniform quantization) will be described first with reference to the drawings.

【0019】圧縮連続データQ1は連続データQ0のラ
ンレングスL0を2で除算して整数化したランレングス
L1の長さを有する連続データである。すなわち、 L1=int(L0/2) である。また、整数除算の剰余項を圧縮剰余F1とする
と、 F1=L0 mod 2 である。
The compressed continuous data Q1 is continuous data having a length of the run length L1 obtained by dividing the run length L0 of the continuous data Q0 by 2 and converting it into an integer. That is, L1 = int (L0 / 2). If the remainder term of the integer division is a compression remainder F1, then F1 = L0 mod 2.

【0020】反転ビットT1は圧縮連続データQ1のラ
ンをブレークする反転ビットである。圧縮剰余データC
1は圧縮剰余F1を補数表現したものである。また、仮
数データD1はデータD0の上位の部分データである。
ランレングス1/2圧縮フローティング符号は、極性ビ
ットP,圧縮連続データQ1,反転ビットT1,圧縮剰
余データC1,仮数データD1の順に配置する。
The inverted bit T1 is an inverted bit for breaking the run of the compressed continuous data Q1. Compressed remainder data C
1 is a complement representation of the compression remainder F1. Further, the mantissa data D1 is upper partial data of the data D0.
The run-length 1/2 compressed floating code is arranged in the following order: polarity bit P, compressed continuous data Q1, inverted bit T1, compressed remainder data C1, and mantissa data D1.

【0021】以下、図4(b)に基づいてランレングス
L0が「0」ないし「24」の場合について説明する。
L0=0の時、L1,F1は、 L1=int(0/2)=0 F1=0 mod 2 =0 である。
Hereinafter, a case where the run length L0 is "0" to "24" will be described with reference to FIG.
When L0 = 0, L1 and F1 are as follows: L1 = int (0/2) = 0 F1 = 0 mod 2 = 0.

【0022】ランレングスL1が「0」であるので圧縮
連続データQ1は無い。圧縮剰余データC1は「1」で
ある。データD0は24ビットで、その内の上位13ビ
ット「ABCDEFGHIJKLM」が仮数データD1
である。ランレングス1/2圧縮フローティング符号は
極性ビットP,反転ビットT1,圧縮剰余データC1お
よび仮数データD1をこの順に配置して、「P11AB
CDEFGHIJKLM」である。
Since the run length L1 is "0", there is no compressed continuous data Q1. The compression remainder data C1 is “1”. The data D0 is 24 bits, and the upper 13 bits “ABCDEFGHIJKLM” are mantissa data D1.
It is. In the run-length 1/2 compressed floating code, the polarity bit P, the inverted bit T1, the compression remainder data C1, and the mantissa data D1 are arranged in this order, and "P11AB
CDEFGHHIJKLM ".

【0023】同様にして以下を求める。L0=1の時、 L1=int(1/2)=0 F1=1 mod 2 =1 より、圧縮連続データQ1は無く、圧縮剰余データC1
は「0」である。データD0の上位13ビット「ABC
DEFGHIJKLM」が仮数データD1である。ラン
レングス1/2圧縮フローティング符号は「P10AB
CDEFGHIJKLM」である。
Similarly, the following is obtained. When L0 = 1, L1 = int (1/2) = 0 F1 = 1 mod 2 = 1, there is no compressed continuous data Q1, and there is no compressed residual data C1.
Is “0”. Upper 13 bits of data D0 “ABC
"DEFGHIJKLM" is the mantissa data D1. The run-length 1/2 compression floating code is "P10AB
CDEFGHHIJKLM ".

【0024】L0=2の時、 L1=int(2/2)=1 F1=2 mod 2 =0 より、連続データQ1は「0」であり、圧縮剰余データ
C1は「1」である。データD0の上位12ビット「A
BCDEFGHIJKL」が仮数データD1である。ラ
ンレングス1/2圧縮フローティング符号は「P011
ABCDEFGHIJKL」である。
When L0 = 2, since L1 = int (2/2) = 1 F1 = 2 mod 2 = 0, the continuous data Q1 is "0" and the compression remainder data C1 is "1". The upper 12 bits “A” of data D0
"BCDEFGHIJKL" is the mantissa data D1. The run length 1/2 compression floating code is “P011
ABCDEFGHIJKL ".

【0025】L0=3の時、 L1=int(3/2)=1 F1=3 mod 2 =1 より、連続データQ1は「0」であり、圧縮剰余データ
C1は「0」である。データD0の上位12ビット「A
BCDEFGHIJKL」が仮数データD1である。ラ
ンレングス1/2圧縮フローティング符号は「P010
ABCDEFGHIJKL」である。
When L0 = 3, since L1 = int (3/2) = 1 F1 = 3 mod 2 = 1, the continuous data Q1 is "0" and the compression remainder data C1 is "0". The upper 12 bits “A” of data D0
"BCDEFGHIJKL" is the mantissa data D1. The run-length 1/2 compression floating code is "P010
ABCDEFGHIJKL ".

【0026】また、L0=17の時、 L1=int(17/2)=8 F1=17 mod 2 =1 より、連続データQ1は「00000000」であり、
圧縮剰余データC1は「0」である。データD0の上位
5ビット「ABCDE」が仮数データD1である。従っ
て、ランレングス1/2圧縮フローティング符号は「P
0000000010ABCDE」である。
When L0 = 17, L1 = int (17/2) = 8 F1 = 17 mod 2 = 1, and the continuous data Q1 is "00000000".
The compression remainder data C1 is “0”. The upper five bits “ABCDE” of the data D0 are the mantissa data D1. Therefore, the run length 1/2 compression floating code is "P
000000010ABCDE ”.

【0027】また、L0=18〜24の時は圧縮剰余デ
ータC1を省略して、 L1=int(18/2)=9 より、連続データQ1は「00000000」とし、デ
ータD0の上位5ビット「ABCDE」を仮数データD
1にする。従って、ランレングス1/2圧縮フローティ
ング符号は「P0000000001ABCDE」とす
る。
When L0 = 18 to 24, the compression remainder data C1 is omitted. From L1 = int (18/2) = 9, the continuous data Q1 is set to "00000000" and the upper 5 bits of the data D0 are set to "00000000". ABCDE ”is the mantissa data D
Set to 1. Therefore, the run-length 1/2 compression floating code is "P000000010001ABCDE".

【0028】このようにして、直線符号(24ビット)
をランレングス1/2圧縮フローティング符号(16ビ
ット)に圧縮する。次に、伸長(逆量子化)の手順につ
いて説明する。伸長の手順は、圧縮データから極性ビッ
トPを除き、圧縮連続データQ1と反転ビットT1から
ランレングスL1を得る。また、反転ビットT1の直後
にある圧縮剰余データC1(1ビット)と仮数データD
1を得る。圧縮剰余データC1を反転した圧縮剰余F1
を得る。
Thus, the linear code (24 bits)
To a run-length 1/2 compressed floating code (16 bits). Next, the procedure of decompression (inverse quantization) will be described. The decompression procedure removes the polarity bit P from the compressed data and obtains a run length L1 from the compressed continuous data Q1 and the inverted bit T1. Further, the compression remainder data C1 (1 bit) and the mantissa data D immediately after the inversion bit T1
Get 1. A compressed remainder F1 obtained by inverting the compressed remainder data C1
Get.

【0029】これらより、元データの連続データQ0の
ランレングスL0は、 L0=2*L1+F1 から求める。連続データQ0はランレングスL0の長さ
の「0」を連ねて復元する。連続データQ0の後に反転
ビットT0を付け、その後に仮数データD1を付加す
る。極性ビットPを先頭に付けて元データとするが、こ
の符号長がW0に満たない時は仮数データD1の下位に
固定値を充てて符号長をW0にする。この手順に従っ
て、復号化の処理を行う。
From these, the run length L0 of the continuous data Q0 of the original data is obtained from L0 = 2 * L1 + F1. The continuous data Q0 is restored by connecting the length "0" of the run length L0. The inversion bit T0 is added after the continuous data Q0, and the mantissa data D1 is added after that. The polarity bit P is added to the head to be the original data. If the code length is less than W0, a fixed value is applied to the lower part of the mantissa data D1 to make the code length W0. The decoding process is performed according to this procedure.

【0030】例えば、L1=0かつF1=0の時、 L0=2*0+0=0 であるから、連続データQ0は無く、仮数データD1は
13ビットで「ABCDEFGHIJKLM」である。
このとき、元データは、極性ビットP,反転ビットT0
および仮数データD1をならべて、「P1ABCDEF
GHIJKLM*********」となる。なお、伸
長時のオフセット歪みを最小にするため「***・・
・」は固定値「011・・・」または「100・・・」
を充てる。
For example, when L1 = 0 and F1 = 0, since L0 = 2 * 0 + 0 = 0, there is no continuous data Q0, and the mantissa data D1 is 13 bits and is "ABCDEFGHIJKLM".
At this time, the original data includes a polarity bit P and an inverted bit T0.
And the mantissa data D1 to form “P1ABCDEF
GHIJKLM **** ". In order to minimize the offset distortion at the time of expansion, “***
"" Is a fixed value "011 ..." or "100 ..."
Allot.

【0031】このようにして、ランレングス1/2圧縮
フローティング符号(16ビット)から直線符号(24
ビット)を伸長復号化して逆量子化を行う。以上と同様
にして、全ての場合についてまとめた結果を(表1)に
示す。
In this manner, the run length 1/2 compressed floating code (16 bits) is converted to the linear code (24 bits).
) Is decompressed and dequantized. In the same manner as above, the results summarized for all cases are shown in (Table 1).

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】(表1)において、直線符号(24ビッ
ト)は折り返し2進符号であり、フローティング符号は
折り返し型のランレングス1/2圧縮フローティング符
号である。ランレングスL0、ランレングスL1および
分解能の欄は10進数の表記である。圧縮符号(非一様
量子化信号)を復号(逆量子化)して伸長した復元符号
(逆量子化信号)の表現精度すなわち分解能は直線符号
の丸めで決定され、ランレングスL0によって変化す
る。(表1)より、明らかなように最高24ビットない
し15ビットの精度が得られる。
In Table 1, the linear code (24 bits) is a folded binary code, and the floating code is a folded run-length 1/2 compressed floating code. The columns of run length L0, run length L1, and resolution are in decimal notation. The expression accuracy, that is, the resolution, of the restored code (inverse quantized signal) obtained by decoding (inverse quantizing) the compressed code (non-uniform quantized signal) and expanding it is determined by rounding the linear code, and varies depending on the run length L0. As is apparent from Table 1, a precision of up to 24 to 15 bits can be obtained.

【0034】また、DSPによる数式変換やテーブル変
換に適するようにまとめた結果を(表2)および(表
3)に示す。
Tables 2 and 3 show the results summarized so as to be suitable for mathematical expression conversion and table conversion by the DSP.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】(表2)は非一様量子化の変換表であっ
て、Xは非一様量子化の入力符号、Wは非一様量子化の
出力符号である。Wの符号長が16を超える場合は16
に丸める。Xの符号長が不足する場合は下位に”0”を
挿入する。(表3)は逆量子化すなわち再量子化の変換
表であって、Wは圧縮符号、Yは再量子化の出力符号す
なわち再量子化信号Yである。Yの符号長が24を超え
る場合は24に丸め、Yの符号長が不足する場合は下位
に”0,1,1,1,・・・”または”1,0,0,
0,・・・”を挿入する。
Table 2 is a conversion table for non-uniform quantization, where X is an input code for non-uniform quantization, and W is an output code for non-uniform quantization. 16 if the code length of W exceeds 16
Round. If the code length of X is insufficient, "0" is inserted at the lower position. (Table 3) is a conversion table of inverse quantization, that is, requantization, where W is a compression code, and Y is an output code of requantization, that is, a requantized signal Y. When the code length of Y exceeds 24, it is rounded to 24, and when the code length of Y is insufficient, the lower order is “0, 1, 1, 1,...” Or “1, 0, 0,
0, ... "is inserted.

【0038】ここで、直線符号を入力として、ランレン
グス1/2圧縮フローティング符号を用いて圧縮符号化
(非一様量子化)し、この符号を復号して伸長(逆量子
化)した再量子化信号を出力する場合の瞬時S/N比に
ついて説明する。ただし、以降の説明では簡単のため瞬
時S/N比は矩形波のS/N比向上分(約2dB)を省
略する。入力レベルは符号で表現できる最大の正弦波の
振幅を基準(0dB)にする。直線符号の「P1111
・・・」がこれに相当する。
Here, a linear code is input, compression coding (non-uniform quantization) is performed using a run-length 1/2 compression floating code, and this code is decoded and decompressed (inversely quantized). The instantaneous signal-to-noise ratio when outputting a digitized signal will be described. However, in the following description, for the sake of simplicity, the instantaneous S / N ratio does not include the improvement of the S / N ratio of the rectangular wave (about 2 dB). The input level is based on the amplitude of the maximum sine wave that can be represented by a code (0 dB). The linear code "P1111
... "corresponds to this.

【0039】入力レベル0dBないし−6dBの範囲
は、直線符号で「P1ABC・・・」であり、(表1)
より分解能は15ビットである。15ビットデータの量
子化ノイズは1ビット当り−6dBとして−90dBに
なる。従って、入力レベル0dBないし−6dBの領域
で瞬時S/N比は90dBないし84dBとなる。入力
レベル−6dBないし−18dBの範囲では直線符号で
「P01ABC・・・」または「P001ABC・・
・」となり、(表1)より分解能は16ビットである。
16ビットデータの量子化ノイズは−96dBであるの
で、瞬時S/N比は90dBないし78dBとなる。
The range of input levels from 0 dB to -6 dB is "P1ABC..." By a linear code, as shown in Table 1.
More resolution is 15 bits. The quantization noise of the 15-bit data is -90 dB as -6 dB per bit. Therefore, the instantaneous S / N ratio becomes 90 dB to 84 dB in the range of the input level from 0 dB to -6 dB. In the input level range of -6 dB to -18 dB, "P01ABC ..." or "P001ABC ..."
. "And the resolution is 16 bits from (Table 1).
Since the quantization noise of 16-bit data is -96 dB, the instantaneous S / N ratio is 90 dB to 78 dB.

【0040】入力レベル−18dBないし−30dBの
範囲では直線符号で「P0001ABC・・・」または
「P00001ABC・・・」となり、(表1)より分
解能は17ビットである。17ビットデータの量子化ノ
イズは−102dBであるので、瞬時S/N比は84d
Bないし72dBとなる。以下同様に、−144dBま
での入力レベル領域で瞬時S/N比を求める。
In the range of the input level from -18 dB to -30 dB, a linear code is "P0001ABC ..." or "P00001ABC ...", and the resolution is 17 bits according to (Table 1). Since the quantization noise of 17-bit data is -102 dB, the instantaneous S / N ratio is 84 dB.
B to 72 dB. Similarly, the instantaneous S / N ratio is obtained in the input level region up to -144 dB.

【0041】前記でも引用した図3はランレングス1/
2圧縮フローティング符号を用いた圧縮符号(非一様量
子化信号)を復号して伸長(逆量子化)した再量子化信
号の瞬時S/N比を表す特性図である。同図の横軸に入
力レベル、縦軸に瞬時S/N比を示す。瞬時S/N比の
改善は入力レベル−18dBから−180dBの広範囲
にわたり作用することがわかる。入力レベル0dBから
−6dBの範囲で瞬時S/N比が劣化するが、高々6d
Bの劣化であり、なお90dBないし84dBの瞬時S
/N比を有する。
FIG. 3 referred to above also shows run length 1 /
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an instantaneous S / N ratio of a requantized signal obtained by decoding a compressed code (a non-uniform quantized signal) using a two-compression floating code and expanding (dequantizing). The horizontal axis of the figure shows the input level, and the vertical axis shows the instantaneous S / N ratio. It can be seen that the improvement of the instantaneous S / N ratio works over a wide range of input levels from -18 dB to -180 dB. Although the instantaneous S / N ratio is degraded in the range of the input level from 0 dB to -6 dB, it is at most 6 dB
B is a deterioration of the instantaneous S of 90 dB to 84 dB.
/ N ratio.

【0042】なお、以上説明した実施例では、ランレン
グス1/n圧縮フローティング符号を用い直線符号は折
り返し2進符号としたが、2’Sコンプリメンタリ符号
やオフセットバイナリ符号など他の直線符号であって
も、相互に変換するかまたは所定の論理値を変更するだ
けで、全く同様に適用できる。また、nは「2」の場合
だけについて説明したが、nは「2以上」の整数であれ
ば何でもよい。この場合、nの値に応じて圧縮剰余の場
合の数が変わるので、圧縮剰余データの語長を変えれば
よいことは言うまでもない。また装置は回路で構成する
以外に、テーブル変換やデータ変換を行うDSP(デジ
タルシグナルプロセッサー)のハードウェアおよびソフ
トウェアで構成してもよい。
In the embodiment described above, the linear code is a folded binary code using a run-length 1 / n compressed floating code. However, other linear codes such as a 2'S complementary code and an offset binary code are used. Can be applied in exactly the same way, only by converting each other or changing a predetermined logical value. Also, the case where n is “2” has been described, but n may be any integer as long as it is an integer of “2 or more”. In this case, since the number in the case of the compression remainder changes according to the value of n, it goes without saying that the word length of the compression remainder data may be changed. In addition to the circuit configuration, the device may be configured with DSP (digital signal processor) hardware and software for performing table conversion and data conversion.

【0043】このように、元データのランレングスが小
さい時は指数部すなわちレンジを少ないビット数で表
し、ランレングスが大きくなるとビット数を割り当てて
指数部すなわちレンジを多くのビット数で表す。符号全
体の語長を固定長とするので、仮数部のビット数はラン
レングスに応じて変化する。これらの作用により、出力
部から出力する圧縮符号の有するレンジの表現空間が拡
張され、同時に表現精度を改善できる。
As described above, when the run length of the original data is small, the exponent part, that is, the range is represented by a small number of bits, and when the run length is large, the bit number is allocated, and the exponent part, that is, the range, is represented by a large number of bits. Since the word length of the entire code is fixed, the number of bits of the mantissa changes according to the run length. By these actions, the expression space of the range of the compression code output from the output unit is expanded, and at the same time, the expression accuracy can be improved.

【0044】瞬時S/N比の人間の聴覚限界は90dB
以下であるのでこれでもほぼ十分ではあるが、後世に遺
す文化遺産として究極のオーディオを標榜し一点の曇り
もない完璧な信号記録伝送の実現や、あるいはスタジオ
レコーディングの場合のヘッドルームの確保と編集段階
でミキシングや音響効果処理に必要なマージンが必要な
ことなどを考え合わせると、可聴帯域ないでの瞬時S/
N比として120dB程度以上を確保することがが望ま
しい。
The human hearing limit of the instantaneous S / N ratio is 90 dB.
Although this is almost enough because it is below, realizing perfect audio recording transmission with one point advocating ultimate audio as a cultural heritage to be preserved in the future, or securing and editing headroom in the case of studio recording Considering the necessity of a margin required for mixing and sound effect processing at the stage, the instantaneous S /
It is desirable to secure an N ratio of about 120 dB or more.

【0045】そこで、次に量子化雑音の周波数スペクト
ルについて説明する。前記した通り、復号装置出力の2
4ビットの逆量子化信号Y2は符号装置100における
再量子化信号Yに相当する。すなわちΔΣ変調によりス
ペクトル変換を施された量子化雑音Qを有する信号とな
る。本発明の実施例では、帰還回路150の伝達特性H
1(z)として5次のものを用いたので、帰還無し(0次)
の場合に比べ20kHzまでの可聴帯域における瞬時S
/N比及びダイナミックレンジは約28dBの改善を図
ることができた。10kHzまでの可聴帯域帯域では58
dBの改善ができる。(表4)にサンプリング周波数1
92kHzにおいてビット数と伝達特性H1(z)の次数と瞬
時S/N比の関係を示す。
Then, the frequency spectrum of the quantization noise will be described. As described above, the output of the decoding device 2
The 4-bit inversely quantized signal Y2 corresponds to the requantized signal Y in the encoding device 100. That is, it becomes a signal having quantization noise Q subjected to spectrum conversion by Δ ス ペ ク ト ル modulation. In the embodiment of the present invention, the transfer characteristic H of the feedback circuit 150
No feedback (0th order) because 5th order is used as 1 (z)
Instantaneous S in the audible band up to 20 kHz as compared to
The / N ratio and the dynamic range could be improved by about 28 dB. 58 in the audible band up to 10 kHz
dB can be improved. (Table 4) shows sampling frequency 1
The relationship between the number of bits, the order of the transfer characteristic H1 (z) and the instantaneous S / N ratio at 92 kHz is shown.

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】また、図5は(表4)の特性を図示したも
のである。なお、(表4)および図5においての数値は
ウェイティングなし聴覚補正なしの瞬時S/N比特性で
ある。実施例では5次の伝達特性H1(z)を用いたが、伝
達特性H1(z)は更に高次のもの、或いは分数多項式とな
るようなものを用いても良い結果が得られる。このよう
にΔΣ変調によって量子化雑音の周波数スペクトルを置
換することができ、可聴帯域の瞬時S/N比とダイナミ
ックレンジの改善ができる。この瞬時S/N比およびダ
イナミックレンジの改善は量子化雑音の大きな領域すな
わち入力信号強度が大きい時に最大の効果を発揮する。
つまり、非一様量子化によるダイナミックレンジの拡大
作用とΔΣ変調による量子化雑音スペクトルの置換作用
の相乗かつ補完的な交互作用により最大の効果を奏する
ものである。このようにΔΣ変調によって量子化雑音の
周波数スペクトルを置換することができ、低ビットレー
トで効率的にダイナミックレンジと周波数帯域の両方を
拡大できる。
FIG. 5 shows the characteristics of (Table 4). The numerical values in (Table 4) and FIG. 5 are instantaneous S / N ratio characteristics without waiting and without auditory correction. In the embodiment, the fifth-order transfer characteristic H1 (z) is used. However, a good result can be obtained by using a higher-order transfer characteristic H1 (z) or a characteristic that becomes a fractional polynomial. As described above, the frequency spectrum of the quantization noise can be replaced by ΔΣ modulation, and the instantaneous S / N ratio and dynamic range of the audible band can be improved. This improvement in the instantaneous S / N ratio and the dynamic range is most effective when the quantization noise is large, that is, when the input signal strength is large.
In other words, the maximum effect is achieved by the synergistic and complementary interaction between the action of expanding the dynamic range by the non-uniform quantization and the action of replacing the quantization noise spectrum by the ΔΣ modulation. Thus, the frequency spectrum of the quantization noise can be replaced by the ΔΣ modulation, and both the dynamic range and the frequency band can be efficiently expanded at a low bit rate.

【0048】また、超高域成分のみの場合やそれを多く
含む音源の場合には一般にそのレベルは小さいので14
4dB、24ビット精度で伝送でき、瞬時S/N比が十
分確保され超高域のノイズフロアを低く抑えられる。さ
らに、信号レベルがある程度大きい時には量子化雑音が
少し増加するが、このスペクトルは高域に置換され超高
域ノイズフロアの上昇となるので、人間の脳波(α波)
の活性化およびリラックスを促進する効果が得られる可
能性がある。
In the case of only a super-high frequency component or a sound source containing a large amount of the component, the level is generally small.
Transmission can be performed with 4 dB and 24-bit accuracy, the instantaneous S / N ratio is sufficiently ensured, and the noise floor in the ultrahigh frequency range can be suppressed low. Furthermore, when the signal level is large to some extent, the quantization noise slightly increases. However, since this spectrum is replaced by a high frequency band and the noise floor of the ultrahigh frequency band rises, the human brain wave (α wave)
There is a possibility that the effect of promoting the activation and relaxation of is obtained.

【0049】また、図1に示す符号装置でエンファシス
をかけ、高域を強調して符号化しても良い。この場合
は、例えば、音響入力をエンファシス回路(図示せず)
を介して加算器110へ入力し、変換された音響信号と
ともにエンファシスのオン/オフを示すエンファシス識
別信号をサブコードとして符号装置100から出力す
る。復号装置においては、エンファシス回路と逆の周波
数特性を有するディエンファシス特性を逆量子化器21
0,デジタルフィルタ220,DAコンバータ230,
ローパスフィルタ240のいずれかに畳み込み、あるい
はディエンファシス回路(図示せず)を間に挿入し、サ
ブコードとして取り出されたエンファシス識別信号(図
示せず)に基づいてオン/オフさせる。これにより、例
えば、ΔΣ変調によって超高域における量子化雑音がや
や増加するのを抑えることができ、この特性カーブによ
って再生時の最大出力レベルを一定値以下に抑えること
ができる。特に、超高域スピーカは一般に耐入力電力が
低いので、このような最大出力レベルの保護特性が有効
である。
Further, the encoding device shown in FIG. 1 may be coded by emphasizing and emphasizing high frequencies. In this case, for example, an audio input is sent to an emphasis circuit (not shown).
, And outputs the converted audio signal and the emphasis identification signal indicating on / off of the emphasis as a subcode from the encoding device 100 together with the converted audio signal. In the decoding device, a de-emphasis characteristic having a frequency characteristic opposite to that of the emphasis circuit is converted into an inverse quantizer 21.
0, digital filter 220, DA converter 230,
A convolution or a de-emphasis circuit (not shown) is inserted into one of the low-pass filters 240 and turned on / off based on an emphasis identification signal (not shown) extracted as a subcode. Thus, for example, it is possible to suppress a slight increase in quantization noise in an ultrahigh frequency range due to ΔΣ modulation, and it is possible to suppress the maximum output level during reproduction to a certain value or less by using this characteristic curve. In particular, since the ultra-high frequency speaker generally has low input power resistance, such a protection characteristic of the maximum output level is effective.

【0050】なお、帰還回路150の伝達関数H1(z)
としては実施例に示したものでなくとも良いことは言う
までもなく、更に高次のもの、或いは分数多項式となる
ようなものを用いても良い。サンプリング周波数192
kHzもこれに限定したものではなく、従来のサンプリン
グ周波数48kHzより高ければ同様に効果の得られるも
のである。また、ランレングス1/n圧縮フローティン
グ符号以外にダイナミックレンジを拡大する非一様量子
化であればよく、例えばμ則A則を用いた圧縮符号であ
っても同様の効果が得られるものである。また、符号装
置の入力、出力ビット数は24、16としたがこれに限
定するものではない。
The transfer function H1 (z) of the feedback circuit 150
Needless to say, it is not necessary to use the one shown in the embodiment, and a higher-order one or one that becomes a fractional polynomial may be used. Sampling frequency 192
The kHz is not limited to this, and the same effect can be obtained if the sampling frequency is higher than the conventional sampling frequency of 48 kHz. In addition to the run-length 1 / n compressed floating code, any non-uniform quantization that expands the dynamic range may be used. For example, the same effect can be obtained with a compressed code using the μ-law A-law. . The number of input and output bits of the encoding device is 24 and 16, but is not limited to this.

【0051】ディエンファシスに関しては、識別信号を
伝送してオン/オフを切り換えるようにしても良いが、
20kHzを超える帯域の信号レベルはそれほど大きくな
いため、オンのモードのみとしても良い。また、入力信
号Xはアナログ信号でもよく、この場合には加算器11
0,減算器140,帰還回路150アナログに代えるこ
とで同様の作用効果を奏する。
Regarding de-emphasis, an identification signal may be transmitted to switch on / off.
Since the signal level in the band exceeding 20 kHz is not so large, only the ON mode may be used. The input signal X may be an analog signal, in which case the adder 11
The same operation and effect can be obtained by substituting 0, the subtractor 140, and the feedback circuit 150 for analog.

【0052】また、本発明の実施例では符号装置100
と復号装置200をそれぞれ分離したが、符号時は、非
一様量子化特性を有する非一様量子化器と切り替え器を
介し前記非一様量子化特性の逆特性を有する逆量子化器
Aを接続して再量子化器を構成し、前記再量子化器に入
力する信号と前記再量子化器の出力信号との量子化誤差
信号または量子化雑音を所定の伝達特性H1(z)を有する
帰還回路を介して入力信号に合成し符号出力を得るとと
もに、復号時は、前記切り替え器ににより接続を変更し
て、復号入力信号を前記逆量子化器Aに供給するよう切
り替え、前記逆量子化器Aの出力信号を復号出力として
取り出すことで符号復号装置を構成できる。こうする
と、例えば記録再生装置に適用する場合に逆量子化器を
記録と再生で共用でき、回路が簡素化できる効果を奏す
る。
In the embodiment of the present invention, the encoding device 100
And the decoding device 200, respectively, but at the time of encoding, a non-uniform quantizer having non-uniform quantization characteristics and an inverse quantizer A having a reverse characteristic of the non-uniform quantization characteristics via a switcher. Are connected to form a requantizer, and a quantization error signal or quantization noise between a signal input to the requantizer and an output signal of the requantizer is converted to a predetermined transfer characteristic H1 (z). The output signal is combined with the input signal through a feedback circuit having a code output to obtain a code output. At the time of decoding, the connection is changed by the switch to switch to supply the decoded input signal to the inverse quantizer A. By taking out the output signal of the quantizer A as a decoded output, a code decoding device can be configured. In this case, for example, when applied to a recording / reproducing apparatus, an inverse quantizer can be shared for recording and reproduction, and the circuit can be simplified.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上のべたように本発明は、非一様量子
化特性を有する非一様量子化器とこれの逆特性を有する
逆量子化器Aで構成した再量子化器に入力する信号と出
力信号との量子化誤差信号または量子化雑音を所定の伝
達特性を有する帰還回路を介して入力信号に合成するよ
うにした。また、前記符号化された信号を前記逆量子化
器Aと同等特性の逆量子化器Bで逆量子化した信号を再
生するように構成したため、再量子化信号は非一様量子
化器による非直線変換と逆量子化器による逆変換によ
り、信号強度によって丸め誤差すなわち量子化雑音の大
きさが変化する作用がある。例えば入力信号の小さい場
合には24ビットで細かく量子化し、入力信号強度の増
加にともなって徐々に粗く23ビット,22ビットと
し、入力信号強度が最大の場合は最も粗く15ビットで
量子化するようにできる。すなわち146dBのダイナ
ミックレンジの内、瞬時S/N比を入力信号強度によっ
て92dBから146dBまで変化させられる。この量
子化雑音を帰還回路を介して入力信号に合成することで
スペクトル変換を行う作用が生じ、粗い量子化の入力信
号強度の領域であっても、可聴帯域のダイナミックレン
ジを拡大できる効果を奏するものである。以上の効果の
他に、以下のような具体的な作用効果がある。
As described above, according to the present invention, an input is made to a requantizer constituted by a non-uniform quantizer having a non-uniform quantization characteristic and an inverse quantizer A having an inverse characteristic thereof. The quantization error signal or the quantization noise between the signal and the output signal is combined with the input signal via a feedback circuit having a predetermined transfer characteristic. In addition, since the coded signal is configured to reproduce a signal obtained by inversely quantizing the inversely quantized signal by the inverse quantizer B having the same characteristic as the inverse quantizer A, the requantized signal is generated by the non-uniform quantizer. The non-linear transform and the inverse transform by the inverse quantizer have an effect that the rounding error, that is, the magnitude of the quantization noise changes according to the signal strength. For example, if the input signal is small, it is finely quantized by 24 bits, and gradually increases to 23 bits and 22 bits as the input signal strength increases, and if the input signal strength is maximum, it is quantized by 15 bits most coarsely. Can be. That is, within the dynamic range of 146 dB, the instantaneous S / N ratio can be changed from 92 dB to 146 dB depending on the input signal strength. By combining the quantization noise with the input signal via the feedback circuit, an effect of performing spectrum conversion occurs, and it is possible to expand the dynamic range of the audible band even in the region of the input signal strength of the coarse quantization. Things. In addition to the above effects, there are the following specific effects.

【0054】(イ)チャンネルあたり16ビット192
kHzの低ビットレートで、146dB以上の高ダイナミ
ックレンジとナイキスト周波数96kHzの広帯域の両特
性を同時に実現できる。微小レベルでの歪み率悪化を原
因とする音の濁りが無くなり、20kHzから96kHz
までの超高域信号の原音再生ができるようになり、従来
の44.1kHz16ビットの限られた再生空間から脱
却し、限りなく透明で高域まで再生する自然な記録再生
とこの信号を記録する媒体および再生音場を実現でき
る。
(A) 16 bits per channel 192
At a low bit rate of kHz, both a high dynamic range of 146 dB or more and a wide band of Nyquist frequency of 96 kHz can be realized simultaneously. Eliminating sound turbidity caused by deterioration of distortion rate at a minute level, from 20 kHz to 96 kHz
To reproduce the original sound of the ultra-high frequency signal up to 44.1 kHz 16 bits, which is limited to the conventional limited reproduction space, and to record this signal as naturally as possible to reproduce as high as possible without any limitation. A medium and a reproduction sound field can be realized.

【0055】(ロ)チャンネルあたり16ビット192
kHzの低ビットレートで、20kHzまでの可聴帯域内
の信号対雑音歪み率を123dB〜177dBまでに改
善できる。 (ハ)音楽信号の中の超音波帯域のエネルギーは小さい
ので、信号が超高域のみまたは超高域成分が主の場合に
は24ビット精度かつ瞬時S/N比144dBでロスレ
ス符号化できる。このことにより、ΔΣ変調をかけた時
でも、超高域のノイズフロアの上昇を抑えられる。
(B) 16 bits per channel 192
At a low bit rate of kHz, the signal-to-noise distortion ratio in the audible band up to 20 kHz can be improved to 123 dB to 177 dB. (C) Since the energy of the ultrasonic band in the music signal is small, lossless encoding can be performed with 24-bit accuracy and an instantaneous S / N ratio of 144 dB when the signal is only in the ultra-high band or mainly in the ultra-high frequency component. As a result, even when the Δ か け modulation is performed, the rise of the noise floor in the ultrahigh frequency range can be suppressed.

【0056】(ニ)可聴帯域レベルが十分に大きい時に
は、超高域ノイズフロアがそのレベルに応じて増加する
ので、α波を活性化する可能性のある超高域雑音成分が
自動的に生成される。 (ホ)一般に超高域の最大耐入力は中低域に比べて10
〜20dB低いため超高域の最大出力は10〜20dB
低いことが好ましいが、エンファシス/ディエンファシ
ス特性により超高域のノイズフロアの上昇を抑えるとと
もに超高域の最大出力を10〜20dB低く抑えること
ができるので、例えばスーパーツィータに不用意に高周
波の強電力雑音を出力して焼損することを防止できる。
しかもこの特性は自然に近いものであり、自然なスペク
トル分布の音を再現できる。
(D) When the audible band level is sufficiently large, the ultra-high frequency noise floor increases in accordance with the level, so that the ultra-high frequency noise component which may activate the α wave is automatically generated. Is done. (E) In general, the maximum withstand power of the super-high frequency range is 10
Maximum output of super high frequency range is 10-20dB
Although it is preferably low, the emphasis / de-emphasis characteristics can suppress the rise of the noise floor in the ultra-high frequency range and the maximum output in the ultra-high frequency range by 10 to 20 dB. Burn out due to output of power noise can be prevented.
Moreover, this characteristic is close to nature, and can reproduce a sound having a natural spectral distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例における符号装置を表すブロッ
ク図
FIG. 1 is a block diagram illustrating an encoding device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における復号装置を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a decoding device in the embodiment.

【図3】同実施例における非一様量子化器および逆量子
化器の瞬時S/N比特性を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing instantaneous S / N ratio characteristics of the non-uniform quantizer and the inverse quantizer in the embodiment.

【図4】(a)は同実施例に使用するランレングス1/
2圧縮フローティング符号の構成を示す概念図 (b)は同実施例において直線符号(24ビット)をラ
ンレングス1/2圧縮フローティング符号(16ビッ
ト)に圧縮する符号変換を説明するための説明図
FIG. 4A is a view showing a run length 1 / used in the embodiment.
FIG. 3B is a conceptual diagram showing the configuration of a 2-compression floating code. FIG. 4B is an explanatory diagram for explaining code conversion for compressing a linear code (24 bits) into a run-length 1/2 compression floating code (16 bits) in the embodiment.

【図5】同実施例における符号装置および復号装置のビ
ット数と伝達特性H1(z)の次数と瞬時S/N比の関係を
示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of bits, the order of transfer characteristics H1 (z), and the instantaneous S / N ratio of the encoding device and the decoding device in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 符号装置 110 加算器 120 非一様量子化器 130,210 逆量子化器 140 減算器 150 帰還回路 200 復号装置 220 デジタルフィルタ 230 DAコンバータ 240 ローパスフィルタ REFERENCE SIGNS LIST 100 Encoder 110 Adder 120 Non-uniform quantizer 130, 210 Dequantizer 140 Subtractor 150 Feedback circuit 200 Decoding device 220 Digital filter 230 DA converter 240 Low-pass filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 3/02 H03M 7/44 H03M 7/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 3/02 H03M 7/44 H03M 7/50

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力符号を非一様に量子化する非一様量1. A non-uniform quantity for non-uniformly quantizing an input code.
子化と、前記非一様量子化とは逆変換を行う逆量子化Inverse quantization which performs inverse transformation of the quantization and the non-uniform quantization
と、前記非一様量子化と前記逆量子化の両方の変換を行And transforms both the non-uniform quantization and the inverse quantization.
うプロセスの前後の差を所定の伝達関数H1(z)をかけてThe difference before and after the process is multiplied by a predetermined transfer function H1 (z).
入力信号と加算し、前記加算結果を前記非一様量子化プSum with the input signal, and calculate the addition result with the non-uniform quantization program.
ロセスに帰還する系の演算において、前記非一様量子化In the operation of the system returning to the process, the non-uniform quantization
は入力信号の小さい場合には細かく量子化し、入力信号Is finely quantized when the input signal is small,
の大きい場合には粗く量子化するものであって、前記非Is large, coarse quantization is performed.
一様量子化はLビットの直線符号を入力してランレングUniform quantization is run-length by inputting L-bit linear code
スを1/nに圧縮したMビットの符号結果を得るようにTo obtain an M-bit code result with the data compressed to 1 / n
したことを特徴とする符号方法。(L,Mおよびnは2A coding method characterized in that: (L, M and n are 2
以上の正整数)Positive integer greater than or equal to)
【請求項2】 所定の伝達特性H1(z)は量子化雑音を可
聴帯域外または可聴帯域内であっても聴覚特性の感度の
低い周波数帯へより多く置換するΔΣ変調を行なうよう
にすることを特徴とする請求項記載の符号方法。
2. A predetermined transfer characteristic H1 (z) allows quantization noise.
The sensitivity of the auditory characteristics even outside the hearing band or within the audible band.
Perform ΔΣ modulation with more substitution for lower frequency bands
2. The encoding method according to claim 1 , wherein:
【請求項3】 非一様量子化は、元データとなる直線符
号すなわち、上位で所定論理のビットが連続する連続デ
ータQ0と、前記連続データQ0の連続性をブレークす
る反転ビットT0と、前記反転ビットT0以降の下位デ
ータD0とで構成されるLビットの直線符号を入力し、
前記連続データQ0のランレングスを圧縮して得られる
圧縮連続データQ1と、前記圧縮連続データQ1の連続
性をブレークする反転ビットT1と、前記ランレングス
を圧縮する時に生じる剰余F1を表す圧縮剰余データC
1と、前記下位データD0を丸めて得るようにした仮数
データD1とで構成するMビットの圧縮データに変換し
て出力する請求項1または2に記載の符号方法。ただ
し、前記連続データQ0のランレングスをL0、前記圧
縮連続データQ1のランレングスをL1、nを2以上の
整数とするとき、 L1=int(L0/n) F1=L0 mod n とする。
3. The non-uniform quantization includes a linear code serving as original data, that is, continuous data Q0 in which bits of a predetermined logic continue at an upper level, an inverted bit T0 for breaking the continuity of the continuous data Q0, An L-bit linear code composed of the lower bit data D0 and subsequent lower bits D0 is input,
Compressed continuous data Q1 obtained by compressing the run length of the continuous data Q0, an inverted bit T1 for breaking the continuity of the compressed continuous data Q1, and compressed remainder data representing a remainder F1 generated when the run length is compressed. C
3. The encoding method according to claim 1, wherein the data is converted into M-bit compressed data composed of 1 and mantissa data D1 obtained by rounding the lower-order data D0 and output. Here, when the run length of the continuous data Q0 is L0, the run length of the compressed continuous data Q1 is L1, and n is an integer of 2 or more, L1 = int (L0 / n) and F1 = L0 mod n.
【請求項4】 入力符号を非一様に量子化する非一様量
子化と、前記非一様量子化とは逆変換を行う逆量子化
と、前記非一様量子化と前記逆量子化の両方の変換を行
うプロセスの前後の差を所定の伝達関数H1(z)をかけて
入力信号と加算し、前記加算結果を前記非一様量子化プ
ロセスに帰還する系の演算において、前記 非一様量子化
は入力信号の小さい場合には細かく量子化し、入力信号
の大きい場合には粗く量子化するものであって、前記
量子化は、圧縮データすなわち、上位で所定論理のビッ
トが連続する圧縮連続データQ1、前記圧縮連続データ
Q1の連続性をブレークする反転ビットT1、ランレン
グスを圧縮する時に生じる剰余F1を表す圧縮剰余デー
タC1および仮数データD1によって構成する圧縮デー
タを入力し、 前記圧縮剰余データC1を格納するC1メモリと、前記
Q1のランレングスをn倍に伸長し、前記C1メモリの
値に応じた長さの連続データを付加し、Q0の連続性を
ブレークする反転ビットT0を付加し、引き続き前記仮
数データD1を付加する伸長手段と、前記伸長手段から
連続データQ0,反転ビットT0および仮数データD0
を読み出して伸長データの符号結果を得る符号方法。た
だし、前記連続データQ0のランレングスをL0、前記
圧縮連続データQ1のランレングスをL1、圧縮剰余デ
ータC1から求める剰余をF1、nを2以上の整数とす
るとき、 L0=L1*n+F1 D0=D1 とする。
4. A non-uniform quantity for non-uniformly quantizing an input code.
Inverse quantization which performs inverse transformation of the quantization and the non-uniform quantization
And transforms both the non-uniform quantization and the inverse quantization.
The difference before and after the process is multiplied by a predetermined transfer function H1 (z).
Sum with the input signal, and calculate the addition result with the non-uniform quantization program.
In the operation of the system returning to the process, the non-uniform quantization
Is finely quantized when the input signal is small,
When the value is large, coarse quantization is performed. In the inverse quantization, the compressed data, that is, compressed continuous data Q1 in which bits of a predetermined logic continue at the high order, and inversion that breaks the continuity of the compressed continuous data Q1 A bit T1, compressed remainder data C1 representing a remainder F1 generated when compressing the run length, and compressed data composed of mantissa data D1 are input, and a C1 memory for storing the compressed remainder data C1 and a run length of the Q1 are represented by n. Decompression means for decompressing data by two times, adding continuous data of a length corresponding to the value of the C1 memory, adding an inversion bit T0 for breaking the continuity of Q0, and subsequently adding the mantissa data D1; Means to output continuous data Q0, inverted bit T0 and mantissa data D0.
A coding method for reading the data and obtaining a coding result of the decompressed data. However, when the run length of the continuous data Q0 is L0, the run length of the compressed continuous data Q1 is L1, the remainder obtained from the compressed remainder data C1 is F1, and n is an integer of 2 or more, L0 = L1 * n + F1 D0 = D1.
【請求項5】 所定の伝達特性H1(z)は量子化雑音を可5. The predetermined transfer characteristic H1 (z) allows quantization noise.
聴帯域外または可聴帯域内であっても聴覚特性の感度のThe sensitivity of the auditory characteristics even outside the hearing band or within the audible band
低い周波数帯へより多く置換するΔΣ変調を行なうようPerform ΔΣ modulation with more substitution for lower frequency bands
にすることを特徴とする請求項4記載の符号方法。The encoding method according to claim 4, wherein
【請求項6】 非一様量子化特性を有する非一様量子化
器と前記非一様量子化特性の逆特性を有する逆量子化器
Aとで構成した再量子化器に入力する信号と前記再量子
化器の出力信号との量子化誤差信号または量子化雑音を
所定の伝達特性H1(z)を有する帰還回路を介して入力信
号に合成し、前記非一様量子化器の出力端から符号出力
を取り出すものであって、前記非一様量子化または前記
非一様量子化器は入力信号の小さい場合には細かく量子
化し、入力信号の大きい場合には粗く量子化するととも
に、前記非一様量子化または前記非一様量子化器はLビ
ットの直線符号を入力してランレングスを1/nに圧縮
したMビットのデータを出力することを特徴とする符号
装置。(L,Mおよびnは2以上の正整数)
6. Non-uniform quantization having non-uniform quantization characteristics.
Quantizer having inverse characteristics of a non-uniform quantization characteristic and a non-uniform quantization characteristic
A and the signal input to the requantizer constituted by
Quantization error signal or quantization noise with the output signal of the
An input signal is input through a feedback circuit having a predetermined transfer characteristic H1 (z).
And outputs the code from the output terminal of the non-uniform quantizer.
The non-uniform quantization or the
The non-uniform quantizer is finely quantized when the input signal is small.
When the input signal is large, coarse quantization is applied.
A coding device for inputting the non-uniform quantizer or the non-uniform quantizer with L-bit linear code and compressing the run length to 1 / n to output M-bit data; (L, M and n are positive integers of 2 or more)
【請求項7】 所定の伝達特性H1(z)は量子化雑音を可7. A predetermined transfer characteristic H1 (z) allows quantization noise.
聴帯域外または可聴帯域内であっても聴覚特性の感度のThe sensitivity of the auditory characteristics even outside the hearing band or within the audible band
低い周波数帯へより多く置換するΔΣ変調を行なうようPerform ΔΣ modulation with more substitution for lower frequency bands
にすることを特徴とする請求項6記載の符号装置。7. The encoding device according to claim 6, wherein:
【請求項8】 非一様量子化または非一様量子化器は、
元データとなる直線符号すなわち、上位で所定論理のビ
ットが連続する連続データQ0と、前記連続データQ0
の連続性をブレークする反転ビットT0と、前記反転ビ
ットT0以降の下位データD0とで構成されるLビット
の直線符号を入力し、前記連続データQ0のランレング
スを圧縮して得られる圧縮連続データQ1と、前記圧縮
連続データQ1の連続性をブレークする反転ビットT1
と、前記ランレングスを圧縮する時に生じる剰余F1を
表す圧縮剰余データC1と、前記下位データD0を丸め
て得るようにした仮数データD1とで構成するMビット
の圧縮データに変換して出力する請求項6ないし7に
載の符号装置。ただし、前記連続データQ0のランレン
グスをL0、前記圧縮連続データQ1のランレングスを
L1、nを2以上の整数とするとき、 L1=int(L0/n) F1=L0 mod n とする。
8. The non-uniform quantizer or non-uniform quantizer comprises:
A linear code serving as original data, that is, continuous data Q0 in which bits of a predetermined logic continue in the upper order;
Of continuous data Q0 obtained by inputting an L-bit linear code composed of an inverted bit T0 for breaking the continuity of data and lower-order data D0 after the inverted bit T0. Q1 and an inverted bit T1 for breaking the continuity of the compressed continuous data Q1.
A compression remainder data C1 representing a remainder F1 generated at the time of compressing the run length, and mantissa data D1 obtained by rounding the lower-order data D0 into M-bit compressed data for output. Item 7. The encoding device according to any one of Items 6 to 7 . Here, when the run length of the continuous data Q0 is L0, the run length of the compressed continuous data Q1 is L1, and n is an integer of 2 or more, L1 = int (L0 / n) and F1 = L0 mod n.
【請求項9】 非一様量子化特性を有する非一様量子化
器と前記非一様量子化特性の逆特性を有する逆量子化器
Aとで構成した再量子化器に入力する信号と前記再量子
化器の出力信号との量子化誤差信号または量子化雑音を
所定の伝達特性H1(z)を有する帰還回路を介して入力信
号に合成し、前記非一様量子化器の出力端から符号出力
を取り出すものであって、前記非一様量子化または前記
非一様量子化器は入力信号の小さい場合には細かく量子
化し、入力信号の大きい場合には粗く量子化するととも
に、逆量子化または逆量子化器は、圧縮データすなわ
ち、上位で所定論理のビットが連続する圧縮連続データ
Q1、前記圧縮連続データQ1の連続性をブレークする
反転ビットT1、ランレングスを圧縮する時に生じる剰
余F1を表す圧縮剰余データC1および仮数データD1
によって構成する圧縮データを入力し、前記圧縮剰余デ
ータC1を格納するC1メモリと、前記Q1のランレン
グスをn倍に伸長し、前記C1メモリの値に応じた長さ
の連続データを付加し、Q0の連続性をブレークする反
転ビットT0を付加し、引き続き前記仮数データD1を
付加する伸長手段と、前記伸長手段から連続データQ
0,反転ビットT0および仮数データD0を読み出して
伸長データを出力する符号装置。ただし、前記連続デー
タQ0のランレングスをL0、前記圧縮連続データQ1
のランレングスをL1、圧縮剰余データC1から求める
剰余をF1、nを2以上の整数とするとき、 L0=L1*n+F1 D0=D1 とする。
9. Non-uniform quantization having non-uniform quantization characteristics
Quantizer having inverse characteristics of a non-uniform quantization characteristic and a non-uniform quantization characteristic
A and the signal input to the requantizer constituted by
Quantization error signal or quantization noise with the output signal of the
An input signal is input through a feedback circuit having a predetermined transfer characteristic H1 (z).
And outputs the code from the output terminal of the non-uniform quantizer.
The non-uniform quantization or the
The non-uniform quantizer is finely quantized when the input signal is small.
When the input signal is large, coarse quantization is applied.
In addition, the inverse quantization or inverse quantizer compresses the compressed data, that is, the compressed continuous data Q1 in which bits of a predetermined logic continue at the higher order, the inverted bit T1 that breaks the continuity of the compressed continuous data Q1, and the run length. Compressed data C1 and mantissa data D1 representing the remainder F1 generated at the time
The compressed data constituted by the above is input, the C1 memory for storing the compressed remainder data C1, the run length of the Q1 is expanded by n times, and continuous data having a length corresponding to the value of the C1 memory is added, Expanding means for adding an inverted bit T0 for breaking the continuity of Q0 and subsequently adding the mantissa data D1;
A coding device that reads out 0, inverted bit T0 and mantissa data D0 and outputs decompressed data. However, the run length of the continuous data Q0 is L0, and the compressed continuous data Q1 is
Let L1 be the run length of L1, and let F1 be the remainder obtained from the compressed remainder data C1, and let n be an integer greater than or equal to 2. Let L0 = L1 * n + F1 D0 = D1.
【請求項10】 所定の伝達特性H1(z)は量子化雑音を10. A predetermined transfer characteristic H1 (z) has a quantization noise
可聴帯域外または可聴帯域内であっても聴覚特性の感度Sensitivity of auditory characteristics even outside or within the audible band
の低い周波数帯へより多く置換するΔΣ変調を行なうよPerform Δ 置換 modulation to replace more with lower frequency bands
うにすることを特徴とする請求項9記載の符号装置。10. The encoding device according to claim 9, wherein
【請求項11】 入力符号を非一様に量子化する非一様
量子化と、前記非一様量子化とは逆変換を行う逆量子化
と、前記非一様量子化と前記逆量子化の両方の変換を行
うプロセスの前後の差を所定の伝達関数H1(z)をかけて
入力信号と加算し、前記加算結果を前記非一様量子化プ
ロセスに帰還する系により得る符号を記録したものであ
って、前記非一様量子化は入力信号の小さい場合には細
かく量子化し、入力信号の大きい場合には粗く量子化す
るとともに、前記 非一様量子化はLビットの直線符号を
入力してランレングスを1/nに圧縮したMビットのデ
ータを記録したものであることを特徴とする記録媒体。
(L,Mおよびnは2以上の正整数)
11. Non-uniform quantization of input code non-uniformly
Inverse quantization that performs an inverse transform of quantization and the non-uniform quantization
And transforms both the non-uniform quantization and the inverse quantization.
The difference before and after the process is multiplied by a predetermined transfer function H1 (z).
Sum with the input signal, and calculate the addition result with the non-uniform quantization program.
Records the code obtained by the system returning to the process.
Therefore, the non-uniform quantization is fine when the input signal is small.
When the input signal is large, coarse quantization is performed.
In addition, the non-uniform quantization is performed by recording M-bit data obtained by inputting an L-bit linear code and compressing the run length to 1 / n.
(L, M and n are positive integers of 2 or more)
【請求項12】 所定の伝達特性H1(z)は量子化雑音を12. The predetermined transfer characteristic H1 (z) reduces quantization noise.
可聴帯域外または可聴帯域内であっても聴覚特性の感度Sensitivity of auditory characteristics even outside or within the audible band
の低い周波数帯へより多く置換するΔΣ変調を行なうよPerform Δ 置換 modulation to replace more with lower frequency bands
うに記録したものであることを特徴とする請求項11記12. The recording method according to claim 11, wherein
載の記録媒体。Recording medium.
【請求項13】 非一様量子化または非一様量子化器
は、元データとなる直線符号すなわち、上位で所定論理
のビットが連続する連続データQ0と、前記連続データ
Q0の連続性をブレークする反転ビットT0と、前記反
転ビットT0以降の下位データD0とで構成されるLビ
ットの直線符号を入力し、前記連続データQ0のランレ
ングスを圧縮して得られる圧縮連続データQ1と、前記
圧縮連続データQ1の連続性をブレークする反転ビット
T1と、前記ランレングスを圧縮する時に生じる剰余F
1を表す圧縮剰余データC1と、前記下位データD0を
丸めて得るようにした仮数データD1とで構成するMビ
ットの圧縮データに変換して出力するように記録したも
のであることを特徴とする請求項11ないし12に記載
の記録媒体。ただし、前記連続データQ0のランレング
スをL0、前記圧縮連続データQ1のランレングスをL
1、nを2以上の整数とするとき、 L1=int(L0/n) F1=L0 mod n とする。
13. A non-uniform quantizer or a non-uniform quantizer breaks a continuity between a linear code serving as original data, that is, continuous data Q0 in which bits of a predetermined logic continue at an upper level and continuous data Q0. The compressed continuous data Q1 obtained by compressing the run length of the continuous data Q0 by inputting an L-bit linear code composed of an inverted bit T0 to be executed and lower-order data D0 subsequent to the inverted bit T0; An inverted bit T1 for breaking the continuity of the continuous data Q1, and a remainder F generated when the run length is compressed.
1 is converted to M-bit compressed data composed of compressed remainder data C1 representing 1 and mantissa data D1 obtained by rounding the lower-order data D0, and is recorded so as to be output.
13. The recording medium according to claim 11, wherein: Here, the run length of the continuous data Q0 is L0, and the run length of the compressed continuous data Q1 is L.
When 1 and n are integers of 2 or more, L1 = int (L0 / n) and F1 = L0 mod n.
【請求項14】 入力符号を非一様に量子化する非一様
量子化と、前記非一様量子化とは逆変換を行う逆量子化
と、前記非一様量子化と前記逆量子化の両方の変換を行
うプロセスの前後の差を所定の伝達関数H1(z)をかけて
入力信号と加算し、前記加算結果を前記非一様量子化プ
ロセスに帰還する系により得る符号を受信し、前記符号
化された信号を前記逆量子化と同等の変換特性を有する
逆量子化器Bで逆量子化した信号を再生する復号手段を
備え、前記非一様量子化は入力信号の小さい場合には細
かく量子化し、入力信号の大きい場合には粗く量子化す
るものであって、前記 非一様量子化はLビットの直線符
号を入力してランレングスを1/nに圧縮したMビット
のデータを出力するものであることを特徴とする復号装
置。(L,Mおよびnは2以上の正整数)
14. Non-uniform quantization of input code non-uniformly
Inverse quantization that performs an inverse transform of quantization and the non-uniform quantization
And transforms both the non-uniform quantization and the inverse quantization.
The difference before and after the process is multiplied by a predetermined transfer function H1 (z).
Sum with the input signal, and calculate the addition result with the non-uniform quantization program.
Receiving a code obtained by a system returning to the process,
The transformed signal has the same conversion characteristics as the inverse quantization.
Decoding means for reproducing the signal dequantized by the dequantizer B
The non-uniform quantization is fine when the input signal is small.
When the input signal is large, coarse quantization is performed.
A shall, decoding device, wherein the non-uniform quantization and outputs the M-bit data obtained by compressing the run length to 1 / n by entering the linear code L bits. (L, M and n are positive integers of 2 or more)
【請求項15】 所定の伝達特性H1(z)は量子化雑音を15. A predetermined transfer characteristic H1 (z) reduces quantization noise.
可聴帯域外または可聴帯域内であっても聴覚特性の感度Sensitivity of auditory characteristics even outside or within the audible band
の低い周波数帯へより多く置換するΔΣ変調を行なうよPerform Δ 置換 modulation to replace more with lower frequency bands
うにしたものであることを特徴とする請求項14記載の15. The method according to claim 14, wherein
復号装置。Decoding device.
【請求項16】 非一様量子化は、元データとなる直線
符号すなわち、上位で所定論理のビットが連続する連続
データQ0と、前記連続データQ0の連続性をブレーク
する反転ビットT0と、前記反転ビットT0以降の下位
データD0とで構成されるLビットの直線符号を入力
し、前記連続データQ0のランレングスを圧縮して得ら
れる圧縮連続データQ1と、前記圧縮連続データQ1の
連続性をブレークする反転ビットT1と、前記ランレン
グスを圧縮する時に生じる剰余F1を表す圧縮剰余デー
タC1と、前記下位データD0を丸めて得るようにした
仮数データD1とで構成するMビットの圧縮データに変
換して出力する請求項14ないし15に記載の復号装
置。ただし、前記連続データQ0のランレングスをL
0、前記圧縮連続データQ1のランレングスをL1、n
を2以上の整数とするとき、 L1=int(L0/n) F1=L0 mod n とする。
16. The non-uniform quantization includes a linear code serving as original data, that is, continuous data Q0 in which bits of predetermined logic continue at an upper level, an inverted bit T0 for breaking the continuity of the continuous data Q0, An L-bit linear code composed of the lower bit data D0 and the subsequent bit T0 is input, and the continuity between the compressed continuous data Q1 obtained by compressing the run length of the continuous data Q0 and the compressed continuous data Q1 is determined. It is converted into M-bit compressed data including an inverted bit T1 to be broken, compressed remainder data C1 representing a remainder F1 generated when the run length is compressed, and mantissa data D1 obtained by rounding the lower data D0. The decoding device according to claim 14 , wherein the decoding device outputs the result. However, the run length of the continuous data Q0 is L
0, the run length of the compressed continuous data Q1 is L1, n
When L is an integer of 2 or more, L1 = int (L0 / n) and F1 = L0 mod n.
【請求項17】 入力符号を非一様に量子化する非一様
量子化と、前記非一様量子化とは逆変換を行う逆量子化
と、前記非一様量子化と前記逆量子化の両方の変換を行
うプロセスの前後の差を所定の伝達関数H1(z)をかけて
入力信号と加算し、前記加算結果を前記非一様量子化プ
ロセスに帰還する系により得る符号を受信し、前記符号
化された信号を前記逆量子化と同等の変換特性を有する
逆量子化器Bで逆量子化した信号を再生する復号手段を
備え、前記非一様量子化は入力信号の小さい場合には細
かく量子化し、入力信号の大きい場合には粗く量子化す
るものであって、前記逆量子化は、圧縮データすなわ
ち、上位で所定論理のビットが連続する圧縮連続データ
Q1、前記圧縮連続データQ1の連続性をブレークする
反転ビットT1、ランレングスを圧縮する時に生じる剰
余F1を表す圧縮剰余データC1および仮数データD1
によって構成する圧縮データを入力し、前記圧縮剰余デ
ータC1を格納するC1メモリと、前記Q1のランレン
グスをn倍に伸長し、前記C1メモリの値に応じた長さ
の連続データを付加し、Q0の連続性をブレークする反
転ビットT0を付加し、引き続き前記仮数データD1を
付加する伸長手段と、前記伸長手段から連続データQ
0,反転ビットT0および仮数データD0を読み出して
伸長データを出力することを特徴とする復号装置。ただ
し、前記連続データQ0のランレングスをL0、前記圧
縮連続データQ1のランレングスをL1、圧縮剰余デー
タC1から求める剰余をF1、nを2以上の整数とする
とき、 L0=L1*n+F1 D0=D1 とする。
17. A non-uniform quantizing input code non-uniformly.
Inverse quantization that performs an inverse transform of quantization and the non-uniform quantization
And transforms both the non-uniform quantization and the inverse quantization.
The difference before and after the process is multiplied by a predetermined transfer function H1 (z).
Sum with the input signal, and calculate the addition result with the non-uniform quantization program.
Receiving a code obtained by a system returning to the process,
The transformed signal has the same conversion characteristics as the inverse quantization.
Decoding means for reproducing the signal dequantized by the dequantizer B
The non-uniform quantization is fine when the input signal is small.
When the input signal is large, coarse quantization is performed.
In the inverse quantization, the compressed data is compressed compressed data, that is, compressed continuous data Q1 in which bits of a predetermined logic are consecutively arranged at a high order, an inverted bit T1 for breaking the continuity of the compressed continuous data Q1, and a run length. Compressed data C1 and mantissa data D1 representing the remainder F1 generated at the time
The compressed data constituted by the above is input, the C1 memory for storing the compressed remainder data C1, the run length of the Q1 is expanded by n times, and continuous data having a length corresponding to the value of the C1 memory is added, Expanding means for adding an inverted bit T0 for breaking the continuity of Q0 and subsequently adding the mantissa data D1;
A decoding device for reading out 0, inverted bit T0 and mantissa data D0 and outputting decompressed data. However, when the run length of the continuous data Q0 is L0, the run length of the compressed continuous data Q1 is L1, the remainder obtained from the compressed remainder data C1 is F1, and n is an integer of 2 or more, L0 = L1 * n + F1 D0 = D1.
【請求項18】 所定の伝達特性H1(z)は量子化雑音を18. The predetermined transfer characteristic H1 (z) reduces quantization noise.
可聴帯域外または可聴帯域内であっても聴覚特性の感度Sensitivity of auditory characteristics even outside or within the audible band
の低い周波数帯へより多く置換するΔΣ変調を行なうよPerform Δ 置換 modulation to replace more with lower frequency bands
うにしたものであることを特徴とする請求項17記載の18. The method according to claim 17, wherein
復号装置。Decoding device.
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