JPH03265309A - データ圧縮符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばＤＳＰ　（デジタル信号プロセッサ）
等に用いて好適な、ＰＣＭ信号のデータ圧縮符号化装置
に関するものである。 〔発明の概要〕 本発明は、入力信号を一定サンプル毎にブロック化し各
ブロック毎に、入力信号を直接出力するモードを含む複
数のフィルタを介して出力する複数のモードのうち、最
も高い圧縮率を有する出力信号が得られるモードを選択
するよう゛にしたデータ圧縮符号化装置において、上記
一定ブロック数の間隔で強制的に上記入力信号を直接出
力するモードのストレートＰＣＭブロックを配置するこ
とにより、データをデコードする際に生ずるエラー分を
解消し、データの途中の略々任意の点から再生すること
ができるようなデータ圧縮符号化装置であり、また、上
記強制的に上記入力信号を直接出力するモードのストレ
ートＰＣＭブロックを配置するために、上記一定ブロッ
ク数毎にモード選択のための重み付けの値を所定の値と
して、上記入力信号を直接出力するモードが強制的に選
択されるようにしたデータ圧縮符号化装置である。 （従来の技術］ 一般に、供給されるＰＣＭ信号のビ・ント数を圧縮して
伝送ビットレートを低減する方法として、例えば複数サ
ンプル毎のブロック単位で最も高い圧縮率の得られるフ
ィルタを予め準備された複数のフィルタのうちから選択
するようないわゆるフィルタ選択型のビット圧縮符号化
のシステムが知られている。 このようなフィルタ選択型のビット圧縮符号化のシステ
ムには、例えば１６サンプルを１ブロツクとした入力信
号が該ブロック毎に供給される。 このブロック毎の入力信号は、上記複数のフィルタであ
る、例えばストレートＰＣＭを出力する０次フィルタ、
１次差分を出力する１次差分フィルタ及び２次差分を出
力する２次差分フィルタの３つのフィルタにそれぞれ供
給される。そして、各フィルタ毎にブロック内の最大絶
対値が検出され、このブロック内最大絶対値が最小とな
るフィルタを介したブロックデータが選択され、例えば
１６ビツトから４ビツトに再量子化され出力される。 なお、上記再量子化の際に量子化器の人力と出力との差
分を該量子化器の入力側にｆｆ＋還して新たに量子化器
に供給されるデータと加算するいわゆるノイズシェービ
ング処理が行われている。そして、上記出力の際には該
記録されるブロックのデータが介したフィルタを示すフ
ィルタ情報、また、該データのレンジを示すレンジ情報
等も上記データと共に出力され、デコーダ側ではこれら
の情報に応じてデータの再生が行われる。 〔発明が解決しようとする！１８） しかし、上述のようにフィルタ選択型のビット圧縮符号
化システムは、例えばブロック内の先頭データに基づい
て前のデータとの１次または２次差分値を出力するため
、例えば任意の点からデータの再生を行う場合に、該任
意の点で再生されるデータが１次または２次フィルタを
介したデータであると再生データにエラーが生しる。こ
のように−度エラーが生じると、後のデータに該エラー
分が伝播し直流誤差成分が発生し良好な再生音声を得る
ことができない。このため、エラーのマージンを考慮す
ると予測利得の高いフィルタの使用には問題が多いこと
となる。 なお、このエラー分を解消するためにはストレー１−Ｐ
ＣＭデータが選択されればよいが、該ストレートＰＣＭ
データはいつ選択されるか予想がつかない。 また、上記任意の点からの再生を可能とするため、ブロ
ック毎の基準値をメモリ等の記憶媒体に記憶させておく
方法があるが、このようなメモリを設けると、デコーダ
（復号器）側のハードウェア上の負担増となり、特に低
価格化を目的としたＩＣ化に際して好ましくない。 本発明は上述のような課題に鑑みて成されたものであり
、上記エラーの伝播が原因で発生する直流誤差成分を解
消し、メモリ等の記憶媒体を必要とすることなく、略々
任意の点からデータの再生を可能とするエンコードデー
タの供給を行えるようなデータ圧縮符号化装置の提供を
目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、入力信号を一定サンプル毎にブロック化し、
各ブロック毎に、入力信号を直接出力するモードを含む
複数のフィルタを介して出力する複数のモードのうち、
最も高い圧縮率を有する出力信号が得られるモードを選
択するようにしたデータ圧縮符号化装置において、一定
ブロック数の間隔で強制的に上記入力信号を直接出力す
るモードのストレートＰＣＭブロックを配置することを
特徴として上述のｔ！ｌ！題を解決し、また、上記一定
ブロック数毎にモード選択のための重み付けの値を所定
の値として上記入力信号を直接出力するモードが強制的
に選択されるようにすることを特徴として上述の課題を
解決する。 （作用］ 本発明にかかるデータ圧縮符号化装置は、入力信号を一
定サンプル毎にブロック化し、各ブロック毎に、入力信
号を直接出力するモードを含む複数のフィルタを介して
出力する複数のモードのうち、最も高い圧縮率を有する
出力信号が得られるモードを選択するようにしたデータ
圧縮符号化装置において、一定ブロック数の間隔で強制
的に上記入力信号を直接出力するモードのストレートＰ
ＣＭブロックを配置することにより、デコードの際に生
したエラーが伝播しておこる直流誤差成分を解消するこ
とができ、一定時間経過後における略々任意の点からの
再生を可能とすることができる。これは、上記一定ブロ
ック数毎にモード選択のための重み付けの値を所定の値
として上記入力信号を直接出力するモードが強制的に選
択されるようにすることにより簡単に実現することがで
き〔実施例〕 以下、本発明にかかるデータ圧縮符号化装置の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。 第１図は本発明にかかるデータ圧縮符号化装置の実施例
の各機能をブロック的に示した機能ブロック図である。 この第１図において、オーディオデータ発生ブロック１
は、任意の点で読み出しを停止でき、また、該停止した
点から瞬時に再生が行えるようなものであり、例えばＣ
Ｄ（コンパクトディスク）プレーヤやＤＡＴ　（デジタ
ルオーディオテープレコーダ）等のデジタルデータを発
生する機器及びメモリ等を用いて構成できる。 このオーディオデータ発生ブロックｌからは、読み出し
制御回路２２からの制御信号により読み出しが制御され
、例えばｌサンプルを１６ビ７）（Ｉワード）とし、１
６サンプルで１ブロツクとしたオーディオＰＣＭ信号が
発生されており、該オーディオＰＣＭ信号は後に説明す
るスイッチ２を介してバッファ３に記憶されると共に予
測器４内の０次フィルタ５．１次フィルタ６．２次フィ
ルタ７及びカウンタ８に供給される。上記エンコードフ
ィルタは、いわゆる差分フィルタの構成を有しており、
上記０次フィルタ５に供給された上記１ブロツクのオー
ディオＰＣＭ信号は、差分をとられることなくそのまま
、いわゆるストレートＰＣＭ信号としてレンジディテク
タ９に供給される。 このレンジディテクタ９において、供給されたストレー
トＰＣＭ信号の１ブロツク内のブロック内最大絶対値が
検出され、該ブロック内最大絶対値は比較（最小値検出
）ブロック１４に、またブロックの全データはセレクタ
１５に供給される。 次に、上記１次フィルタ６に供給されたｌブロックのオ
ーディオＰＣＭ信号は、該ブロック内の１次差分がとら
れ、この１次差分データがレンジディテクタ１０に供給
される。レンジディテクタ１０では、１ブロツクの１次
差分データの中から、ブロック内最大絶対値が検出され
る。この１次差分データのブロック内最大絶対値は、重
み付は器１２に供給され、上記１ブロツクの１次差分デ
ータはセレクタ１５に供給される。そして、上記重み付
は器Ｉ２に供給された１次差分データのブロック内最大
絶対値は、所定の係数（例えば１．５）が掛けられる、
いわゆる重み付けがなされ比較ブロック１４に供給され
る。 次に、上記２次フィルタ７に供給されたｌブロックのオ
ーディオＰＣＭ信号は、該ブロック内の２次差分がとら
れレンジディテクタ１１に供給される。レンジディテク
タ１１では、供給された１ブロツクの２次差分データの
中からブロック内最大絶対値が検出される。この２次差
分データのブロック内最大絶対値は重み付は器１３に供
給され、上記ｌブロックの２次差分データはセレクタ１
５に供給される。そして、重み付は器１３に供給された
２次差分データのブロック内最大絶対値は、所定の係数
（例えば１．５）が掛けられる、いわゆる重み付けがな
され比較ブロック１４に供給される。 比較ブロック１４は、上記供給されたストレートＰＣＭ
のデータのブロック内最大絶対値、重み付けのなされた
１次差分データのブロック内最大絶幻値及び重み付けの
なされた２次差分データのブロック内最大絶対値を比較
して値が最小のものを検出し、この検出された最小値の
レンジをレンジ情報として出力すると共に、該最小値が
上記３つのフィルタのうち、どのフィルタを介したかを
検出してこれをフィルタ情報として出力する。 上記レンジ情報は量子化器１８に供給されると共にマル
チプレクサ１７に供給され、フィルタ情報はセレクタ１
５及びノイズシェービング回！１９に供給されると共に
マルチプレクサＩ７に供給される。 上記セレクタ１５は、比較ブロック１４からのフィルタ
情報により指定されたフィルタを介したオーディオＰＣ
Ｍ信号を、例えばスイツチを切り換える等して選択し、
この選択した１ブロツクのオーディオＰＣＭ信号を量子
化器１８に供給する。 このように、セレクタ１５は上記３つのフィルタを介し
たオーディオＰＣＭ信号の中から最適なものをｉ！訳し
て量子化器】８に供給するが、上記カウンタ８は供給さ
れたオーディオＰＣＭ信号のブロック数をカウントして
おり、所定のカウント数（例えば数ブロック−数十ブロ
ック）に達した時に上記各重み付は器１．２．１３にカ
ウント到達信号を供給する。 各重み付は器１２．１３は上記カウント到達信号が供給
されると、例えば１．５であった重み付は係数を十分大
きく（例えば１００等）する。上述のように、セレクタ
１５は上記供給された３つのオーディオＰＣＭ信号の中
から最小のブロック内最大絶対値を有するブロックを選
択するため、必然的に０次フィルタ５を介したストレー
トＰＣＭ信号のブロックが選択されることになり、最悪
の場合でも上記一定ブロック数カウント後には強制的に
該ストレートＰＣＭ信号のブロックを配置することがで
きる。 ここで、上記一定の１？７１隔（一定ブロック数カウン
ト）をＮとし、１ブロンクのサンプル数をｎサンプル（
例えばＣＤＩではｎ＝２８．ＡＰＵではｎ−１６）とす
ると、必ずｎＮサンプル毎に０次フィルタ９が選択され
ることが保証され、ＢＲＲエンコードされたデータを任
意の点から再生する場合には、最長でもｎ　Ｎ　ｔ　５
ｌｉｅｃｌ　Ｄ　ｓ−サンプリング間隔１ｓｅｃ＋）後
には完全な再生音を得ることができる。具体的には、ｆ
、　＝３２　ｋｌｌｚ、　　１ブロツクを１６サンプル
とすると１ブロツクに要する時間は約０．５

【□ａｃｌ
となり数十ブロック毎にストレートＰＣＭ信号を配置し
たとしても２０〜３０＋□ａｅｌ程度の間隔で配置する
ことができる。この間隔は人間の聴覚上認識できるもの
ではないため問題とはならない。 なお、上記ストレートＰＣＭ信号のブロックが配置され
るまでの間は多少のエラーを生しることとなるが、スタ
ート時から上記ｎ　Ｎ　Ｌ　ｇｌｓａｃｌの間データを
マスクをしておいてもよい。 このように選択され上記量子化器１８に供給された１６
ビツトのオーディオＰＣＭ信号は、上記予測レンジ適応
回路】４から供給されるレンジ情報に応して、上位ビッ
トからみて１６ビント中最初に”１″がたったビットか
ら数えて例えば４ビツトが取り出される、いわゆる再量
子化が施されノイズシェービング回路１９を介してマル
チプレクサ１７に供給される。上記ノイズシェービング
回路１９は、量子化器１８の人力と出力との誤差分であ
る、いわゆる量子化誤差を上記予測レンジ適応回路１４
からのフィルタ情報に応して量子化器１８の人力に帰還
している。すなわち、上記再量子化の際に取り出された
４ビ・ン１以降の下位ビットのデータは、量子化器１８
の人力に帰還され、新たに該量子化器１８に供給される
データと加算される。 ここで、上述のように上記量子化器１Ｂはレンジ情報に
より、上位ビットからみて１６ビツト中最初に“１′が
たったビットから数えて例えば４ビツトを出力するが、
ノイズシェービングにより帰還された量子化誤差と新た
なデータが加算されることによりけた上がりを生じ、レ
ンジ情報にょり指定された取り出しビットよりも上位の
ビットに“１″が移行してしまう、いわゆるオーバーフ
ローを生ずる場合がある。 このオーバーフローを生ずると、再生の際に直流誤差成
分が生し良好な再生ができない等の問題があるため、通
常、これを防止するために上記重み付は器１２．１３に
おいて、１次フィルタ及び２次フィルタを介したブロッ
ク内最大絶対値に例えば１．５の係数をかけ重み付けを
行い、本来取り出すべきビットよりも例えばｌビット上
位のピントからデータの取り出しを行っている。 しかし、上記重み付けを行ってもオーバーフローを生じ
る場合がある。 そこで、該オーバーフローが生した時点でノイズシェー
ビング回路１９はスイッチ２．バッファ３、マスク回路
２１及び読み出し制御回路２２にオーバーフロー量及び
現在のフィルタ番号（０次１次または２次フィルタ）で
あるオーバーフロー情報を供給すると共に、該オーバー
フローの生したオーディオＰＣＭ信号の出力を一旦停止
する。 このオーバーフロー情報が供給されるとマルチプレクサ
１７はデータの出力を停止し、読み出し制御回路２２は
オーディオデータ発生ブロックｌからのデータの読み出
しを停止し、スイッチ２は選択端子２ｃを被選択端子２
ａから被選択端子２ｂに切り換え、−旦オーディオデー
タ発生ブロックｌからのデータの取り入れを停止する。 上述のようにバッファ３には、数ブロック分のオーディ
オデータが記憶されており、該バッファ３は上記オーバ
ーフロー情報により、該オーバーフローの生したブロッ
クのオーディオＰＣＭ信号を再度予測器４に供給するい
わゆるリトライが行われる。 このリトライが開始されるとマスク回路２１は、上記供
給されたオーバーフロー情報から現在のフィルタ番号を
知り、このフィルタに接続されている重み付は器に係数
インクリメント信号を供給する。この係数インクリメン
ト信号が供給された重み付は器は、今まで係数値が１．
５であったものを、例えば１．６にする等のように係数
値をインクリメントする。上記再度供給されたオーバー
フローを生したブロックのオーディオＰＣＭ信号は、上
述のように各フィルタを介し各レンジディテクタ９゜１
０．１１に供給され、それぞれブロック内最大絶対値が
検出され、また、各データはセレクタ１５に供給される
。この検出されたブロック内最大絶対値のうち、レンジ
ディテクタ９を介したストレートＰＣＭ信号のブロック
内最大絶対値は、そのまま比較ブロック１４に供給され
るが、レンジディテクタ１０を介した１次差分データの
ブロック内最大絶対値は重み付は器１２に、レンジディ
テクタ１１を介した２次差分データのブロック内最大絶
対値は重み付は器１４に供給される。上述のように上記
オーバーフローを生しる原因となった上記どちらかの重
み付は器の係数値はインクリメントされており、上記各
ブロック内最大絶対値はそれぞれ係数値が乗しられ重み
付けされ比較ブロック１４に供給される。比較ブロック
１４は、このインクリメントされた係数により再度重み
付けのされたブロック内最大絶対値を含む各ブロック内
最大絶対値をそれぞれ比較して値が最小のものを検出し
、この検出結果に基づいて再度量子化Ｒｉｉ　＋　８に
レンジ情報を供給する。このレンジ情報に基づいて量子
化器１８は、上述のように再量子化を行う。そして、こ
の再量子化を行いオーバーフローが解消された場合、該
再量子化によりオーバーフローが解消されたデータの出
力が行われると共に、マスク回路２１は上記インクリメ
ントした重み付は器の係数値を基の係数値に戻し、スイ
ッチ２はｉ！沢端子２ｃを被選択端子２ａに切り換え新
たなデータの取り込みを再開する。 なお、このリトライはオーバーフローが解消されるまで
行われ、該リトライが行われたにもかかわらずオーバー
フローが生してしまった場合は、再度上記重み付けの係
数値のインクリメントを行う。 このように、再量子化された４ビツトのデータは、マル
チプレクサ１７に供給される。 マルチプレクサ１７は、上記供給されたデータ及び上述
のレンジ情報、フィルタ情報を出力する。 これらのデータ及び情報は出力端子２０を介して取り出
される。 上記出力端子２０から取り出される出力データとしては
、例えばｌブロンク分が第２図に示すようになっており
、１バイトのヘッダ情報（圧縮に関するパラメータ情報
あるいは付属情報等）ＲＦと、８バイトのサンプル用デ
ータＤＡｆｉ〜Ｄ１１３で構成されている。上記へンダ
情１［ＩＲＦは４ビツトのレンジ情報と、２ビツトの上
記モード選択情報あるいはフィルタ選択情報と、それぞ
れ１ビツトの２つのフラグ情報と、例えばループの有無
を示す情報Ｌｌ及び波形の終端ブロック（エンドプロン
グ）か否かを示す情報Ｅｌとで構成されている。 上述のように１サンプルのデータは、例えば１６ビツト
から４ビツトに圧縮されており、上記データＩ）Ａｏ〜
Ｄ０中には１６サンプル分の４ビツトデ一タＤａｍＨ−
Ｄ１３Ｌが含まれている。 そして、このようなデータ及び各情報は、例えば記録媒
体等に記録されたり、あるいは直接デコード側に伝送さ
れ再生が行われる。 以上の説明から明らかなように本実施例のデータ圧縮符
号化装置は、入力信号を例えば１６サンプル毎にブロッ
ク化して、０次フィルタ５．１次フィルタ６．２次フィ
ルタフのうちから最も高い圧縮率が得られるフィルタを
選択して再量子化を行い出力信号を伝送する際に、カウ
ンタ８で入力されたブロフク数をカウントし、所定のカ
ウント値に達したときに上記１次フィルタ６及び２次フ
ィルタ７に設けられている重み付け’ｌ’ｉ１２．１３
の係数を所定の大きな値とすることにより、強制的に０
次フィルタが選択されストレートＰＣＭ信）を配置する
ことができるため、任意の点からのデータの再生を可能
とすることができるうえ、再生特に生したエラーを、上
記一定間隔で強制的にストレートＰＣＭ信号を配置する
ことにより解消することができるため、予測利得の高い
フィルタを使用することが可能となる。 また、一定のブロック毎に重み付はパラメータを変更し
間接的にフィルタ選択を制御するデータ圧縮符号化装置
においては、このようなシステムに対して若干の変更を
加えるのみで本発明にかかるデータ圧縮符号化装置に変
更することができる。 また、本実施例のデータ圧縮符号化装置は、ノイズシェ
ービング回路１９において、オーバーフローが検出され
た時点で出力及び人力を停止し、重み付は器１２．１３
の係数値をインクリメントし、再度オーバーフローが検
出されたブロックのデータを処理するりトライを行うこ
とにより、オーバーフローの生じたデータを供給するこ
とがないため、再生時におけるＳＮ比の悪化を肪止する
ことができる。 なお、上記重み付は器の係数値は、はんの−例であり、
例えば基の係数を１．４にしりトライ時のインクリメン
トで１，６にする等積々の変更が可能であり、上記の値
には限定されないこと等は勿論である。 毎に、入力信号を直接出力するモードを含む複数のフィ
ルタを介して出力する複数のモードのうち、最も高い圧
縮率を有する出力信号が得られるモードを選択するよう
にしたデータ圧縮符号化装置において、一定ブロック数
の間隔で強制的に上記入力信号を直接出力するモードの
ストレートＰＣＭフ゛ロンクを配置することにより、エ
ンコード−デコード系ですしたエラーの累積が原因で発
住する直流誤差成分をクリアし、略々任意の点からの再
生を可能とすることができる。 また、本発明にかかるデータ圧縮符号化装置は、上記一
定ブロック数毎にモード選択のための重み付けの値を所
定の値として上記入力信号を直接出力するモードが強制
的に選択されるようにすることにより上述と同様の効果
を得ることができる。 〔発明の効果〕 本発明にかかるデータ圧縮符号化装置は、入力信号を一
定サンプル毎にブロック化し各ブロック

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるデータ圧縮符号化装置の各機能
をブロック的に示した機能ブロック図、第２図は本発明
にかかるデータ圧縮符号化装置の出力データのフォーマ
ットを示す模式図である。 ２２・ ・・・・・・・・・読み出し制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を一定サンプル毎にブロック化し、各ブ
   ロック毎に、入力信号を直接出力するモードを含む複数
   のフィルタを介して出力する複数のモードのうち、最も
   高い圧縮率を有する出力信号が得られるモードを選択す
   るようにしたデータ圧縮符号化装置において、 一定ブロック数の間隔で強制的に上記入力信号を直接出
   力するモードのストレートＰＣＭブロックを配置するこ
   とを特徴とするデータ圧縮符号化装置。
2. （２）上記一定ブロック数毎にモード選択のための重み
   付けの値を所定の値として上記入力信号を直接出力する
   モードが強制的に選択されるようにすることを特徴とす
   る請求項（１）記載のデータ圧縮符号化装置。