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JP2007181208A - Apparatus for data compression and expansion of audio signal - Google Patents

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JP2007181208A
JP2007181208A JP2006349335A JP2006349335A JP2007181208A JP 2007181208 A JP2007181208 A JP 2007181208A JP 2006349335 A JP2006349335 A JP 2006349335A JP 2006349335 A JP2006349335 A JP 2006349335A JP 2007181208 A JP2007181208 A JP 2007181208A
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signal
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bit stream
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JP2006349335A
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Japanese (ja)
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Alphons Antonius Maria Lambertus Bruekers
アルフォンス アントニウス マリア ランベルトゥス ブルーカース
Arnoldus Werner Johannes Oomen
アルノルドゥス ウェルナー ヨハネス オーメン
Der Vleuten Renatus Josephus Van
デア ヴルーテン レナトゥス ヨセフス ファン
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an audio signal compression apparatus by a simpler structure and at lower cost. <P>SOLUTION: A data compression apparatus for data compressing an audio signal includes an input terminal 1 for receiving the audio signal, an A-D converter 4 for converting the audio signal so as to obtain a bit-stream signal, a lossless coder 10 for executing lossless data compression processing on the bit-stream signal to obtain a data compressed bit-stream signal, and an output terminal 14 for outputting the data compressed bit-stream signal. Further, a recording apparatus and a transmitter apparatus including the data compression apparatus are disclosed. In addition, a data expansion apparatus for data expanding the data compressed bit-stream signal supplied by the data compression apparatus is disclosed, and a reproducing apparatus and a receiver apparatus including the data expansion apparatus are disclosed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮装置、データ圧縮方法、データ圧縮装置を有する送信機、データ圧縮装置を有する記録装置、データ圧縮された音声信号を当該媒体のトラックに記録される記録媒体、データ圧縮された音声信号をデータ伸張するデータ伸張装置、データ伸張方法、データ伸張装置を有する受信機及びデータ伸張装置を有する再生装置に関する。   The present invention relates to a data compression apparatus for compressing data of an audio signal, a data compression method, a transmitter having a data compression apparatus, a recording apparatus having a data compression apparatus, and a recording in which a compressed audio signal is recorded on a track of the medium The present invention relates to a medium, a data decompression device for decompressing data-compressed audio signals, a data decompression method, a receiver having a data decompression device, and a playback device having a data decompression device.

従来より、音声信号のデータ圧縮技術は良く知られている。関連書類のリストにある文書D1のEP−A 402,973が参考となる。かかる文書は、サブバンドコーダを記述しており、このコーダにおいては音声信号が44.1kHzといった特定のサンプリング周波数でA/D変換され、例えば24ビット幅ワードの音声信号の形式で得られるサンプルデータは、サブバンド分割フィルタに供給される。このサブバンド分割フィルタは、広帯域ディジタル音声信号を複数の比較的狭い帯域のサブバンド信号に分割する。心理的な音響モデルを用い、マスクされた閾値が得られ、その後にこのマスクされた閾値に応じてサブバンド信号のサンプルブロックが当該サブバンド信号の各ブロックにつきサンプル当たり指定数のビットで量子化される。これにより、伝送すべき音声信号の有効なデータ圧縮が達成される。ここで実行されるデータ圧縮は、音声信号中の聞こえない信号成分を「破棄する」ことによって行われるものであるから、損失型の圧縮方法である。文書D1に記述されているデータ圧縮は、かなり能力の高いデータ圧縮法であり、ハードウェア又はソフトウェアにてこの圧縮を実現する場合にはそれぞれゲート又は命令の数を相当多く必要とするので、高価なものとなる。さらに、その後の処理を扱う伸張装置も、ハードウェア又はソフトウェアにて実現する場合にそれぞれかなりの数のゲート又は命令を必要とする。   Conventionally, data compression techniques for audio signals are well known. Reference is made to EP-A 402,973 of document D1 in the list of related documents. Such a document describes a sub-band coder, in which the audio signal is A / D converted at a specific sampling frequency such as 44.1 kHz, for example sample data obtained in the form of a 24-bit wide word audio signal. Is supplied to the subband splitting filter. The subband division filter divides the wideband digital audio signal into a plurality of relatively narrow band subband signals. Using a psychological acoustic model, a masked threshold is obtained, and then a sub-band signal sample block is quantized with a specified number of bits per sample for each block of the sub-band signal according to the masked threshold Is done. This achieves effective data compression of the audio signal to be transmitted. The data compression performed here is a lossy compression method because it is performed by “discarding” inaudible signal components in the audio signal. The data compression described in the document D1 is a highly efficient data compression method, and when this compression is realized by hardware or software, a considerable number of gates or instructions are required, respectively. It will be something. Furthermore, decompressors that handle subsequent processing also require a significant number of gates or instructions, respectively, when implemented in hardware or software.

本発明は、簡単な構成で、しかも対応する伸張装置も簡単かつ安価となるように、音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a data compression apparatus that compresses an audio signal with a simple configuration and that the corresponding expansion apparatus is simple and inexpensive.

本発明によるデータ圧縮装置は、   A data compression apparatus according to the present invention includes:

前記音声信号を受信する入力手段と、   Input means for receiving the audio signal;

シグマ/デルタ変調手段を有し、1ビットのビットストリーム信号を得るように前記音声信号に変換を施す変換手段と、   Conversion means having sigma / delta modulation means for converting the audio signal so as to obtain a 1-bit bit stream signal;

前記ビットストリーム信号に実質的無損失データ圧縮処理を施してデータ圧縮ビットストリーム信号を得る無損失符号化手段と、   Lossless encoding means for applying a substantially lossless data compression process to the bitstream signal to obtain a data compressed bitstream signal;

前記データ圧縮ビットストリーム信号を出力する出力手段と、を有する。より詳しくは、前記音声信号がアナログ音声信号である場合、前記変換手段は、前記ビットストリーム信号を得るように前記アナログ音声信号に対して1ビットA/D変換を行うA/D変換手段の形態が採られる。   Output means for outputting the data compressed bit stream signal. More specifically, when the audio signal is an analog audio signal, the conversion unit is an A / D conversion unit that performs 1-bit A / D conversion on the analog audio signal so as to obtain the bit stream signal. Is taken.

この発明は、次のような認識に基づいている。前記音声信号は、アナログ形式か又はディジタル形式で供給されることが可能である。本発明によれば、アナログ音声信号を1ビットA/D変換器(ビットストリーム変換器又はシグマ/デルタ変調器とも称される)で変換する場合において、A/D変換されるべきその音声信号は、一般的には44.1kHz又は48kHzの倍数の周波数でサンプルされる。1ビットA/D変換器の出力信号は、ビットストリーム信号と称される2値信号である。音声信号が、例えば44.1kHzのサンプルで、その各サンプル値が例えばサンプル当たり16ビットで表わされるディジタル形式で供給された場合、このディジタル信号も、やはりこの44.1kHz(又は48kHz)のサンプリング周波数の倍数の周波数でオーバーサンプルされる。これにより、1ビットのビットストリーム信号が得られる。   The present invention is based on the following recognition. The audio signal can be supplied in analog or digital form. According to the present invention, when an analog audio signal is converted by a 1-bit A / D converter (also referred to as a bit stream converter or a sigma / delta modulator), the audio signal to be A / D converted is , Typically sampled at a frequency that is a multiple of 44.1 kHz or 48 kHz. The output signal of the 1-bit A / D converter is a binary signal called a bit stream signal. If the audio signal is, for example, 44.1 kHz samples and each sample value is supplied in a digital format, for example represented by 16 bits per sample, this digital signal will also have this 44.1 kHz (or 48 kHz) sampling frequency. Oversampled at multiples of. Thereby, a 1-bit bit stream signal is obtained.

音声信号を1ビットのビットストリーム信号に変換することによる幾つかの利点がある。ビットストリーム変換は、高品質復号を見込めるか、或いは復号回路を簡素化できる低品質復号を見込める高品質符号化の方法である。参考資料として、関連書類のリストにある文書D2のカム(J.J. van der Kam)氏による公報「ハイファイオーディオ信号のアナログ−ディジタル変換のディジタル間引きフィルタ(A digital decimation filter for analog-to-digital conversion of hi-fi audio signals)」と、関連書類のリストにある文書D3のチャオ(Kirk C.H. Chao )氏らによる公報「オーバーサンプリングA/D変換器における補間変調器の高度位相幾何学(A higher order topology for interpolative modulators for oversampling A/D converters)」とがある。   There are several advantages to converting an audio signal into a 1-bit bitstream signal. Bitstream conversion is a high-quality encoding method that allows high-quality decoding or low-quality decoding that can simplify the decoding circuit. As a reference material, the publication “A digital decimation filter for analog-to-digital conversion of hi” was published by JJ van der Kam in document D2 in the list of related documents. -fi audio signals) and publication D3 in the list of related documents by Kirk CH Chao et al., “A higher order topology for interstitial modulators in oversampling A / D converters” interpolative modulators for oversampling A / D converters).

1ビットD/A変換器は、CDプレーヤに用いられているものであり、例えば当該ビットストリーム音声信号をアナログ音声信号に逆変換する。但し、CDディスクに記録されている音声信号は、データ圧縮された1ビットのビットストリーム信号ではない。   The 1-bit D / A converter is used in a CD player and, for example, reversely converts the bit stream audio signal into an analog audio signal. However, the audio signal recorded on the CD disc is not a data-compressed 1-bit bit stream signal.

この技術分野において良く知られているのは、1ビットA/D変換器の出力ビットストリーム信号が概して「ノイズのような」周波数スペクトラムを有するランダム信号である、と言われていることである。このようなタイプの信号はデータ圧縮し難いものである。   It is well known in the art that the output bitstream signal of a 1-bit A / D converter is generally said to be a random signal having a “noise-like” frequency spectrum. This type of signal is difficult to compress data.

しかしながら、意外なことに、この1ビットA/D変換器からのビットストリーム信号にノイズ性があるにも拘わらず、ハフマンコーダ又は算術コーダの形態を採る可変長コーダのような無損失コーダを用いると、効果的なデータ削減ができることが立証されたのである。   However, surprisingly, a lossless coder such as a variable length coder that takes the form of a Huffman coder or an arithmetic coder is used even though the bit stream signal from the 1-bit A / D converter is noisy. It was proved that effective data reduction was possible.

以下、本発明のこうした態様及びその他の態様は、次の図の説明において述べる各実施例から明らかとされ、またこれらに基づいて説明される。   These and other aspects of the invention will be apparent from and will be elucidated with reference to the embodiments described in the description of the following drawings.

図1は、データ圧縮装置の実施例を示しており、この装置は、音声信号を受信する入力端子1を有する。本例においては、当該音声信号はアナログ音声信号である。入力端子1は、1ビットA/D変換器4(これはシグマ/デルタ変調器とも呼ばれる)の入力端2に接続されている。1ビットA/D変換器4の出力端6は、データ圧縮ユニット10の入力端8と接続される。データ圧縮ユニット10の出力端12は、出力端子14に接続される。   FIG. 1 shows an embodiment of a data compression device, which has an input terminal 1 for receiving an audio signal. In this example, the audio signal is an analog audio signal. The input terminal 1 is connected to an input terminal 2 of a 1-bit A / D converter 4 (also called a sigma / delta modulator). The output terminal 6 of the 1-bit A / D converter 4 is connected to the input terminal 8 of the data compression unit 10. The output terminal 12 of the data compression unit 10 is connected to the output terminal 14.

1ビットA/D変換器4は、ビットストリーム信号が得られるように音声信号に対し1ビットA/D変換を行うよう構成されている。そのため、A/D変換器4は、入力端16を介してN・fに等しいサンプリング周波数を受け取る。ここでfは、例えば32kHz、44.1kHz又は48kHzに等しい周波数であり、Nは64の如き大きな数である。音声信号は、A/D変換器4において、例えば2.8224MHz(64×44.1kHz)のサンプリング周波数でサンプルされる。したがって、A/D変換器の出力端6に現れるビットストリーム信号は、2.8224MHzのビットレートを有する。 The 1-bit A / D converter 4 is configured to perform 1-bit A / D conversion on the audio signal so that a bit stream signal can be obtained. Therefore, the A / D converter 4 receives a sampling frequency equal to N · f S via the input terminal 16. Here, f S is a frequency equal to, for example, 32 kHz, 44.1 kHz, or 48 kHz, and N is a large number such as 64. The audio signal is sampled by the A / D converter 4 at a sampling frequency of, for example, 2.8224 MHz (64 × 44.1 kHz). Therefore, the bit stream signal appearing at the output terminal 6 of the A / D converter has a bit rate of 2.8224 MHz.

データ圧縮ユニット10は、無損失コーダ(ロス・レス・コーダ)の形態がとられている。無損失コーダとは、無損失デコーダによりデータ伸張がなされた後において原音声信号を実質的に損失の生じない態様で復元することができるように音声信号をデータ圧縮することができる、という利点があるものである。これはすなわち、圧縮−伸張後において情報の実質的な損失がないということである。無損失コーダは、可変長コーダの形態を採ることができる。可変長コーダは、この技術分野においては公知である。このような可変長コーダの例には、ハフマンコーダ、算術コーダ及びレンペル・ジブコーダ(Lempel-Ziv coder)がある。この点については、関連書類のリストにある文書D4のハフマン(D.A. Huffman)氏による「最小冗長符号の構成方法(A method for the construction of minimum-redundancy codes)」、関連書類のリストにある文書D5のラングドン(G.G. Langdon)氏による「算術符号化入門(An introduction to arithmetic coding)」及び関連書類のリストにある文書D6のジブ(J. Ziv)氏らによる「順次データの圧縮のための汎用アルゴリズム(A universal algorithm for sequential data compression)」が参考となる。   The data compression unit 10 is in the form of a lossless coder. The lossless coder has the advantage that the audio signal can be compressed so that the original audio signal can be restored in a substantially lossless manner after the data is decompressed by the lossless decoder. There is something. This means that there is no substantial loss of information after compression-decompression. The lossless coder can take the form of a variable length coder. Variable length coders are well known in the art. Examples of such variable length coders include Huffman coders, arithmetic coders, and Lempel-Ziv coders. In this regard, “A method for the construction of minimum-redundancy codes” by DA Huffman of document D4 in the list of related documents, document D5 in the list of related documents. "General introduction algorithm for compression of sequential data" by "An introduction to arithmetic coding" by GG Langdon and J. Ziv of document D6 in the list of related documents (A universal algorithm for sequential data compression) is helpful.

データ圧縮ユニット10は、上記ビットストリーム信号に対し実質的無損失データ圧縮処理を施してその出力端12にデータ圧縮ビットストリーム信号を得る。このデータ圧縮ビットストリーム信号は、出力端子14に供給される。   The data compression unit 10 performs a substantially lossless data compression process on the bit stream signal to obtain a data compressed bit stream signal at its output 12. This data compressed bit stream signal is supplied to the output terminal 14.

図2Aは、5kHzの正弦波状の入力信号に対し2.8224MHzのサンプリング周波数でサンプルした場合の、A/D変換器4の出力端6に現れるビットストリーム信号の周波数スペクトラムを示している。したがって、このスペクトラムは、0Hzから1.4MHzまでの周波数を示している。図2Bは、図2Aに示されるスペクトラムの一部、すなわち0kHzないし100kHzの当該部分を示している。これは、上記ビットストリーム信号に含まれる5kHzの正弦波を、より明瞭に示すためである。明らかに、上記ビットストリーム信号のノイズ的な特性が、特に高周波数域において見てとれる。このことは、この信号のデータ圧縮をなすことが結果的に著しいデータ削減量に至らないことを意味するものと思われる。   FIG. 2A shows a frequency spectrum of the bit stream signal appearing at the output terminal 6 of the A / D converter 4 when sampling is performed at a sampling frequency of 2.8224 MHz with respect to a 5 kHz sinusoidal input signal. Therefore, this spectrum shows frequencies from 0 Hz to 1.4 MHz. FIG. 2B shows a part of the spectrum shown in FIG. 2A, that is, the part from 0 kHz to 100 kHz. This is to more clearly show the 5 kHz sine wave included in the bit stream signal. Obviously, the noise characteristics of the bit stream signal can be seen especially in the high frequency range. This seems to mean that data compression of this signal does not result in significant data reduction.

これに対して、研究によって有効なデータ削減ができることが明らかになった。   In contrast, research has shown that effective data reduction can be achieved.

下表は、3つの異なる楽曲に対して3つの無損失コーダにより実施されたデータ圧縮結果を示している。

Figure 2007181208
ここで、δは、コーダの入力信号のビットレートの、コーダの出力信号のビットレートに対する比として定義される圧縮比である。 The table below shows the data compression results performed by three lossless coders for three different songs.
Figure 2007181208
Here, δ is a compression ratio defined as the ratio of the bit rate of the coder input signal to the bit rate of the coder output signal.

図3は、図1に示されるデータ圧縮装置を有する記録装置の実施例を示している。この記録装置は、記録媒体32のトラックにデータ圧縮ビットストリーム信号を書込む書込ユニット30をさらに有する。ここで提示している例では、記録媒体32が磁気記録媒体であるので、書込ユニット30は、記録媒体32にデータ圧縮ビットストリーム信号を書込むための少なくとも1つの磁気ヘッド34を有する。しかし、記録媒体は、CDディスク又はDVDディスクのような光学的記録媒体であっても良い。   FIG. 3 shows an embodiment of a recording apparatus having the data compression apparatus shown in FIG. The recording apparatus further includes a writing unit 30 that writes a data compressed bit stream signal to a track of the recording medium 32. In the example presented here, since the recording medium 32 is a magnetic recording medium, the writing unit 30 has at least one magnetic head 34 for writing a data compressed bit stream signal to the recording medium 32. However, the recording medium may be an optical recording medium such as a CD disk or a DVD disk.

図4は、伝送媒体TRMを介して音声信号を送信する送信機の実施例を示しており、かかる送信機は、図1に示されるようなデータ圧縮装置を有する。この送信機はさらに、データ圧縮ビットストリーム信号を伝送媒体TRMに送出する送信ユニット40を有する。この送信ユニット40は、アンテナ42を有することが可能である。   FIG. 4 shows an embodiment of a transmitter for transmitting an audio signal via a transmission medium TRM, which has a data compression device as shown in FIG. The transmitter further comprises a transmission unit 40 for sending the data compressed bit stream signal to the transmission medium TRM. The transmission unit 40 can have an antenna 42.

一般に、無線周波数リンク又は記録媒体のような伝送媒体を介しての送信は、送信すべきデータ圧縮ビットストリーム信号に対して行われるエラー訂正符号化処理及びチャネル符号化処理を必要としている。図8は、図3の記録装置においてデータ圧縮ビットストリーム信号に施されるこのような信号処理を示している。すなわち図8の記録装置は、この技術分野では周知のエラー訂正エンコーダ80を有し、また同じくこれも周知のチャネルエンコーダ82を有する。   In general, transmission via a transmission medium such as a radio frequency link or a recording medium requires error correction coding processing and channel coding processing performed on a data compressed bit stream signal to be transmitted. FIG. 8 shows such signal processing performed on the data compressed bit stream signal in the recording apparatus of FIG. That is, the recording apparatus of FIG. 8 has an error correction encoder 80 well known in the art, and also has a well known channel encoder 82.

図5は、データ伸張装置の実施例を示している。この装置は、図1のデータ圧縮装置により供給される如き、データ圧縮ビットストリーム信号の形式となっているデータ圧縮音声信号を受信する入力端子50を備えている。この入力端子50は、データ伸張ユニット54の入力端52に接続されており、かかるユニット54は、1ビットD/A変換器60の入力端58と接続される出力端56を備えている。変換器60の出力端62は、出力端子64と接続される。   FIG. 5 shows an embodiment of the data decompression apparatus. This device comprises an input terminal 50 for receiving a data compressed audio signal in the form of a data compressed bitstream signal as supplied by the data compression device of FIG. The input terminal 50 is connected to the input terminal 52 of the data decompression unit 54, and the unit 54 includes an output terminal 56 connected to the input terminal 58 of the 1-bit D / A converter 60. The output terminal 62 of the converter 60 is connected to the output terminal 64.

データ伸張ユニット54は、例えばハフマンデコーダ又は算術デコーダの形態を採る可変長デコーダのような無損失デコーダである。実質的無損失の符号化−復号処理を実現するために、図5のデータ伸張装置におけるデコーダは、図1のデータ圧縮装置に用いられているエンコーダの逆作用をなすものであることが明らかである。このデータ伸張ユニット54は、データ圧縮ビットストリーム信号を伸張して元のビットストリーム信号を再現し、D/A変換器60の入力端58に供給する。変換器60は、かかるビットストリーム信号をアナログ音声信号に変換しこれを端子64に供給する。   The data decompression unit 54 is a lossless decoder such as a variable length decoder taking the form of a Huffman decoder or an arithmetic decoder, for example. In order to realize a substantially lossless encoding / decoding process, it is apparent that the decoder in the data decompression apparatus of FIG. 5 is the reverse of the encoder used in the data compression apparatus of FIG. is there. The data decompression unit 54 decompresses the data compression bit stream signal to reproduce the original bit stream signal, and supplies it to the input terminal 58 of the D / A converter 60. The converter 60 converts the bit stream signal into an analog audio signal and supplies it to the terminal 64.

図6は、再生装置に組み込まれた図5のデータ伸張装置を示している。この再生装置はさらに、記録媒体32のトラックから、データ圧縮ビットストリーム信号を読み取るための読取ユニット70を有する。本例においては、記録媒体32は、磁気記録媒体であるので、読取ユニット70は、記録媒体32からデータ圧縮ビットストリーム信号を読み取るための少なくとも1つの磁気ヘッド72を有する。但し、記録媒体は、CDディスク又はDVDディスクのような光学式記録媒体であっても良い。   FIG. 6 shows the data decompression apparatus of FIG. 5 incorporated in the playback apparatus. The reproducing apparatus further includes a reading unit 70 for reading the data compressed bit stream signal from the track of the recording medium 32. In this example, since the recording medium 32 is a magnetic recording medium, the reading unit 70 has at least one magnetic head 72 for reading a data compressed bit stream signal from the recording medium 32. However, the recording medium may be an optical recording medium such as a CD disk or a DVD disk.

図7は、図5に示されるようなデータ伸張装置を有し、伝送媒体TRMを介して音声信号を受信する受信機の実施例を示している。この受信機はさらに、伝送媒体TRMからデータ圧縮ビットストリーム信号を受信する受信ユニット75を有する。受信ユニット75は、アンテナ77を有することもある。   FIG. 7 shows an embodiment of a receiver having a data decompression apparatus as shown in FIG. 5 and receiving an audio signal via a transmission medium TRM. The receiver further comprises a receiving unit 75 for receiving the data compressed bitstream signal from the transmission medium TRM. The receiving unit 75 may have an antenna 77.

上述したように、無線周波数リンク又は記録媒体のような伝送媒体を介した送信は、一般に、送信すべきデータ圧縮ビットストリーム信号に対して行われるエラー訂正符号化及びチャネル符号化を必要としているので、受信の際には、それらに対応するチャネル復号及びエラー訂正が行われうる。図9は、図6の再生装置において、読取手段70により受信された受信信号に対しなされるチャネル符号化及びエラー訂正の信号処理ステップを示している。すなわち、図9の再生装置は、この技術分野では周知のチャネルデコーダ90と、同じくこれも周知のエラー訂正ユニット92とを有し、これにより上記データ圧縮ビットストリーム信号の再現信号を得る。   As described above, transmission over a transmission medium such as a radio frequency link or recording medium generally requires error correction coding and channel coding performed on the data compressed bitstream signal to be transmitted. In reception, channel decoding and error correction corresponding to them can be performed. FIG. 9 shows signal processing steps of channel coding and error correction performed on the received signal received by the reading means 70 in the reproducing apparatus of FIG. That is, the reproducing apparatus of FIG. 9 has a channel decoder 90 known in this technical field and an error correction unit 92 which is also well known, thereby obtaining a reproduction signal of the data compressed bit stream signal.

その他のデータ圧縮装置は、図10に示されている。図10のこのデータ圧縮装置においては、ビットストリーム信号が無損失コーダの入力端8に供給される。かかるコーダは、算術コーダ154のようなエントロピーコーダの形態を採る。さらにこのビットストリーム信号は、予測フィルタユニット152の入力となる。予測フィルタユニット152の出力端は、確率判定ユニット156の入力端と接続される。算術コーダ154は、その入力端192に供給される確率値Pに応じてビットストリーム信号をデータ圧縮ビットストリーム信号に符号化する。この確率判定ユニット156は、変換器4により供給されるビットストリーム信号のビットが'1'のような所定の論理値を呈する確率を示す確率値を判定する。図10に示される確率値Pは、算術コーダ154に供給され、算術コーダ154におけるビットストリーム信号のデータ圧縮を可能としている。判定ユニット156は、予測フィルタ152の出力信号から確率値を判定する。算術コーダ154は、フレーム毎にビットストリーム信号をデータ圧縮することが可能である。   Another data compression apparatus is shown in FIG. In this data compression apparatus of FIG. 10, the bit stream signal is supplied to the input terminal 8 of the lossless coder. Such a coder takes the form of an entropy coder such as arithmetic coder 154. Further, this bit stream signal is input to the prediction filter unit 152. The output terminal of the prediction filter unit 152 is connected to the input terminal of the probability determination unit 156. The arithmetic coder 154 encodes the bit stream signal into a data compressed bit stream signal according to the probability value P supplied to the input terminal 192. The probability determination unit 156 determines a probability value indicating a probability that a bit of the bit stream signal supplied by the converter 4 exhibits a predetermined logical value such as “1”. The probability value P shown in FIG. 10 is supplied to the arithmetic coder 154, which enables data compression of the bit stream signal in the arithmetic coder 154. The determination unit 156 determines a probability value from the output signal of the prediction filter 152. The arithmetic coder 154 can compress the bit stream signal for each frame.

図10の装置の動作は、次の如くである。予測フィルタ152は、多ビット出力信号を得るようにビットストリーム信号に予測フィルタリングを施す。この多ビット出力信号は、例えば+3から−3の範囲内の複数のレベルを有するものである。さらに、この多ビット出力信号の当該値範囲における複数の部分間隔の各々について、当該ビットストリーム信号における対応のビットが例えば'1'のビットとなることの確率が判定される。これは、当該多ビット出力信号がこのような範囲の1つに入るときに、所定時間間隔においてビットストリーム信号に生じる「1」及び「0」の数を数えることによって実現できる。その後、多ビット出力信号における種々の値につきこうして得られる確率は、算術コーダ154に確率信号Pとして供給される。データ圧縮ビットストリーム信号は、伝送媒体TRM又は記録媒体を介して送信されるように、算術コーダ154により出力ライン158に供給される。   The operation of the apparatus of FIG. 10 is as follows. The prediction filter 152 performs prediction filtering on the bit stream signal so as to obtain a multi-bit output signal. This multi-bit output signal has a plurality of levels within a range of, for example, +3 to -3. Further, for each of a plurality of partial intervals in the value range of the multi-bit output signal, the probability that the corresponding bit in the bit stream signal is, for example, “1” is determined. This can be achieved by counting the number of “1” s and “0” s that occur in the bitstream signal at a predetermined time interval when the multi-bit output signal falls into one of such ranges. The probabilities thus obtained for the various values in the multi-bit output signal are then supplied as a probability signal P to the arithmetic coder 154. The data compressed bit stream signal is supplied to the output line 158 by the arithmetic coder 154 so as to be transmitted via the transmission medium TRM or the recording medium.

図11は、伝送媒体TRMを介して受信されたデータ圧縮ビットストリーム信号を復号する、対応のデータ伸張装置を示している。図11のデータ処理装置は、エントロピーデコーダ172を有する。このエントロピーデコーダは、入力端174を介してデータ圧縮ビットストリーム信号を受信する。この提示の例では、エントロピーデコーダ172は、出力端178に原ビットストリーム信号の再現信号が発生するように、入力端176に供給される確率信号Pの作用に基づいて、データ圧縮ビットストリーム信号に算術復号処理を施す算術デコーダの形態が採られている。この再現信号は、逆変換ユニット60の入力端58に供給される。   FIG. 11 shows a corresponding data decompression device for decoding a data compressed bitstream signal received via the transmission medium TRM. The data processing apparatus in FIG. 11 has an entropy decoder 172. The entropy decoder receives the data compressed bit stream signal via the input 174. In this example of presentation, the entropy decoder 172 generates a data compression bitstream signal based on the action of the probability signal P supplied to the input 176 so that a reproduction signal of the original bitstream signal is generated at the output 178. An arithmetic decoder that performs arithmetic decoding processing is employed. This reproduction signal is supplied to the input terminal 58 of the inverse conversion unit 60.

さらに、確率供給ユニット180は、算術デコーダ172に確率信号Pを供給するためにある。確率信号Pは、エンコーダにおける当該確率信号の取得のされ方により種々の方法で得ることができる。或る1つの方法は、予測フィルタ181の出力信号から適応処理により確率信号Pを得ることである。この実施例においては、予測フィルタ181は、エンコーダにおける予測フィルタ152と等価であり、確率供給ユニット180は、図10のエンコーダにおける確率判定ユニット156と等価である。確率信号Pを発生するもう1つの方法は、以下で説明されるように、伝送媒体TRMを介して受信される副情報を用いることによる。   Further, the probability supplying unit 180 is for supplying a probability signal P to the arithmetic decoder 172. The probability signal P can be obtained by various methods depending on how the probability signal is acquired by the encoder. One method is to obtain a probability signal P from the output signal of the prediction filter 181 by adaptive processing. In this embodiment, the prediction filter 181 is equivalent to the prediction filter 152 in the encoder, and the probability supply unit 180 is equivalent to the probability determination unit 156 in the encoder of FIG. Another way of generating the probability signal P is by using sub-information received via the transmission medium TRM, as will be explained below.

副情報とは、図11の装置への送信を目的として図10の装置によって発生することのできるものである。このような副情報には、フレーム毎に判定されたフィルタ152のフィルタ係数を含ませることが可能であり、かかる係数は、ユニット180に含まれる対応の予測フィルタに送られる。   Sub-information can be generated by the device of FIG. 10 for the purpose of transmission to the device of FIG. Such sub-information can include the filter coefficients of the filter 152 determined for each frame, and such coefficients are sent to the corresponding prediction filter included in the unit 180.

さらに図10の装置は、予測フィルタ152の多ビット出力信号の確率信号Pへの変換を記すパラメータを発生することができる。このようなパラメータはまた、副情報に含まれており、供給ユニット180及びフィルタ181に送られる。これにより、予測フィルタ181により提供された多ビット出力信号に基づいた図11の装置における確率信号Pの再発生が可能となる。   Furthermore, the apparatus of FIG. 10 can generate a parameter describing the conversion of the multi-bit output signal of the prediction filter 152 into the probability signal P. Such parameters are also included in the sub information and sent to the supply unit 180 and the filter 181. This allows the probability signal P to be regenerated in the apparatus of FIG. 11 based on the multi-bit output signal provided by the prediction filter 181.

図10の実施例において用いられるエントロピーエンコーダは、データ圧縮ビットストリーム信号を得るために、確率信号を用いてビットストリーム信号を符号化するよう構成される。このようなエントロピーエンコーダの1つには、上述したような算術コーダがある。このようなエントロピーエンコーダの他のタイプの1つには、例えば、周知の有限状態コーダ(finite state coder)がある。図11の実施例において用いられるエントロピーデコーダは、ビットストリーム信号の再現信号を得るために、確率信号を用いてデータ圧縮ビットストリーム信号を復号処理するよう構成される。かかるエントロピーデコーダの1つは、上述した算術デコーダである。その他のタイプのエントロピーデコーダの1つには、例えば、周知の有限状態デコーダ(finite state decoder)がある。   The entropy encoder used in the embodiment of FIG. 10 is configured to encode the bitstream signal using a probability signal to obtain a data compressed bitstream signal. One such entropy encoder is an arithmetic coder as described above. One other type of such entropy encoder is, for example, the well-known finite state coder. The entropy decoder used in the embodiment of FIG. 11 is configured to decode the data compressed bitstream signal using the probability signal to obtain a reproduction signal of the bitstream signal. One such entropy decoder is the arithmetic decoder described above. One other type of entropy decoder is, for example, the well-known finite state decoder.

これまでは、種々の好適な実施例について本発明を述べてきたが、これらは限定された例ではないことを理解すべきである。すなわち、当業者であれば、請求項に定義されたような本発明の範囲に逸脱することなく様々な改変例を見い出せることは明らかである。音声信号が44.1kHzでサンプルされそのサンプル値が例えば16ビットで表されるようなディジタル形式で供給される場合、変換手段は、1ビットのビットストリーム信号が得られるように例えば64×44.1kHzの周波数で当該ディジタル音声信号をオーバーサンプルするよう構成される。   So far, while the invention has been described in terms of various preferred embodiments, it is to be understood that these are not limiting examples. That is, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the invention as defined in the claims. If the audio signal is sampled at 44.1 kHz and the sample value is supplied in digital form, for example represented by 16 bits, the converting means may be, for example, 64 × 44. The digital audio signal is configured to be oversampled at a frequency of 1 kHz.

なお付言すれば、本発明は、変換器4により供給されるようなビットストリーム信号に信号処理ステップを施し、無損失コーダ10に供給される処理後の1ビットのビットストリーム信号を得るような実施例にも適合する。この追加される信号処理ステップは、1ビットのビットストリーム形式のステレオ音声信号の左右信号成分を、処理後の1ビットのビットストリーム信号へと一体化させるようなマージ処理を含むものである。   In addition, the present invention is an implementation in which a signal processing step is performed on the bit stream signal as supplied by the converter 4 to obtain a processed 1-bit bit stream signal supplied to the lossless coder 10. The example also fits. This added signal processing step includes a merge process for integrating the left and right signal components of the 1-bit bit stream format stereo audio signal into the processed 1-bit bit stream signal.

さらに加えると、新規な特徴又は特徴の組合せのそれぞれにどれも、本発明が存するものである。
[関連書類のリスト]
(D1)EP-A 402,973(PHN 13.241)
(D2)'A digital decimating filter for analog-to-digital conversion of hi-fi audio signals', by J.J. van der Kam in Philips Techn. Rev. 42, no. 6/7, April 1986, pp. 230-8
(D3)'A higher order topology for interpolative modulators for oversampling A/D converters', by Kirk C.H. Chao et al in IEEE Trans. on Circuits and Systems, Vol 37, no. 3, March 1990, pp. 309-18
(D4)'A method for the construction of minimum-redundancy codes', by D.A. Huffman in Proc. of the IRE, Vol. 40(10), September 1952.
(D5)'An introduction to arithmetic coding' by G.G. Langdon, IBM J.Res. Develop., Vol. 28(2), March 1984.
(D6)'A universal algorithm for sequential data compression' by J.Ziv et al, IEEE TRans. on Inform. Theory, Vol. IT-23, 1977.
In addition, the invention resides in each new feature or combination of features.
[List of related documents]
(D1) EP-A 402,973 (PHN 13.241)
(D2) 'A digital decimating filter for analog-to-digital conversion of hi-fi audio signals', by JJ van der Kam in Philips Techn. Rev. 42, no. 6/7, April 1986, pp. 230-8
(D3) 'A higher order topology for interpolative modulators for oversampling A / D converters', by Kirk CH Chao et al in IEEE Trans. On Circuits and Systems, Vol 37, no. 3, March 1990, pp. 309-18
(D4) 'A method for the construction of minimum-redundancy codes', by DA Huffman in Proc. Of the IRE, Vol. 40 (10), September 1952.
(D5) 'An introduction to arithmetic coding' by GG Langdon, IBM J. Res. Develop., Vol. 28 (2), March 1984.
(D6) 'A universal algorithm for sequential data compression' by J. Ziv et al, IEEE TRans. On Inform. Theory, Vol. IT-23, 1977.

データ圧縮装置の実施例を示している。1 shows an embodiment of a data compression apparatus. 1ビットA/Dコンバータの出力信号の周波数スペクトラムを示す図。The figure which shows the frequency spectrum of the output signal of a 1 bit A / D converter. 同出力信号の小さな周波数レンジでの周波数スペクトラムを示す図。The figure which shows the frequency spectrum in the small frequency range of the same output signal. 記録媒体にデータ圧縮されたビットストリーム信号を記録する記録装置に組み込まれたデータ圧縮装置を示す図。The figure which shows the data compression apparatus incorporated in the recording device which records the bit stream signal by which data compression was carried out on the recording medium. 伝送媒体を介してデータ圧縮されたビットストリーム信号を送信する送信装置に組み込まれたデータ圧縮装置を示す図。The figure which shows the data compression apparatus incorporated in the transmitter which transmits the bit stream signal by which data compression was carried out via the transmission medium. データ伸張装置の実施例を示す図。The figure which shows the Example of a data expansion | extension apparatus. 記録媒体からデータ圧縮されたビットストリーム信号を再生する再生装置に組み込まれたデータ伸張装置を示す図。The figure which shows the data expansion | extension apparatus integrated in the reproducing | regenerating apparatus which reproduces | regenerates the bit stream signal by which data compression was performed from the recording medium. 伝送媒体からデータ圧縮されたビットストリーム信号を受信する受信装置に組み込まれたデータ伸張装置を示す図。The figure which shows the data expansion | extension apparatus incorporated in the receiver which receives the bit stream signal by which data compression was carried out from the transmission medium. エラー訂正エンコーダ及びチャネルエンコーダがさらに設けられた他の実施例の記録装置を示す図。The figure which shows the recording device of the other Example in which the error correction encoder and the channel encoder were further provided. チャネルデコーダ及びエラー訂正ユニットがさらに設けられた他の実施例の再生装置を示す図。The figure which shows the reproducing | regenerating apparatus of the other Example further provided with the channel decoder and the error correction unit. 算術コーダの形式を採る無損失コーダが設けられたデータ圧縮装置の実施例を示す図。The figure which shows the Example of the data compression apparatus provided with the lossless coder which takes the form of arithmetic coder. 算術デコーダの形式を採る無損失デコーダが設けられたデータ伸張装置の実施例を示す図。The figure which shows the Example of the data expansion | deployment apparatus provided with the lossless decoder which takes the form of an arithmetic decoder.

Claims (30)

音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮装置において、
前記音声信号を受信する入力手段と、
シグマ/デルタ変調手段を有し、1ビットのビットストリーム信号を得るように前記音声信号に変換を施す変換手段と、
前記ビットストリーム信号に実質的無損失データ圧縮処理を施してデータ圧縮ビットストリーム信号を得る無損失符号化手段と、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とするデータ圧縮装置。
In a data compression device for compressing data of an audio signal,
Input means for receiving the audio signal;
Conversion means having sigma / delta modulation means for converting the audio signal so as to obtain a 1-bit bit stream signal;
Lossless encoding means for applying a substantially lossless data compression process to the bitstream signal to obtain a data compressed bitstream signal;
Output means for outputting the data compressed bit stream signal;
A data compression apparatus comprising:
請求項1に記載のデータ圧縮装置において、
前記音声信号は、アナログ音声信号であり、前記変換手段は、前記ビットストリーム信号を得るように前記アナログ音声信号に対し1ビットA/D変換を行うA/D変換手段の形態とされていることを特徴とするデータ圧縮装置。
The data compression apparatus according to claim 1, wherein
The audio signal is an analog audio signal, and the conversion means is configured as an A / D conversion means for performing 1-bit A / D conversion on the analog audio signal so as to obtain the bit stream signal. A data compression apparatus characterized by the above.
請求項1又は2に記載のデータ圧縮装置において、
前記無損失符号化手段は、可変長コーダを有することを特徴とするデータ圧縮装置。
The data compression device according to claim 1 or 2,
The lossless encoding means includes a variable length coder.
請求項3に記載のデータ圧縮装置において、
前記可変長コーダは、ハフマンコーダであることを特徴とするデータ圧縮装置。
The data compression apparatus according to claim 3, wherein
The data compression apparatus, wherein the variable length coder is a Huffman coder.
請求項3に記載のデータ圧縮装置において、
前記可変長コーダは、算術コーダであることを特徴とするデータ圧縮装置。
The data compression apparatus according to claim 3, wherein
The data compression apparatus, wherein the variable length coder is an arithmetic coder.
音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮方法において、
前記音声信号を受信するステップと、
シグマ/デルタ変調ステップを有し、1ビットのビットストリーム信号を得るように前記音声信号に変換を施す変換ステップと、
前記ビットストリーム信号に実質的無損失データ圧縮処理を施してデータ圧縮ビットストリーム信号を得るステップと、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を出力するステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
In a data compression method for compressing an audio signal,
Receiving the audio signal;
A conversion step having a sigma / delta modulation step and converting the audio signal to obtain a 1-bit bitstream signal;
Subjecting the bitstream signal to a substantially lossless data compression process to obtain a data compressed bitstream signal;
Outputting the data compressed bitstream signal;
A data compression method comprising:
請求項1ないし5のうちいずれか1つに記載のデータ圧縮装置を有し、伝送媒体を介して音声信号を送信する送信機において、
前記伝送媒体に前記データ圧縮ビットストリーム信号を出力する送信手段をさらに有することを特徴とする送信機。
A transmitter having the data compression device according to any one of claims 1 to 5 and transmitting an audio signal via a transmission medium,
The transmitter further comprising a transmission means for outputting the data compressed bit stream signal to the transmission medium.
請求項1ないし5のうちいずれか1つに記載のデータ圧縮装置を有し、記録媒体に音声信号を記録する記録装置において、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を前記記録媒体のトラックに書込む書込手段をさらに有することを特徴とする記録装置。
A recording apparatus for recording an audio signal on a recording medium, comprising the data compression apparatus according to claim 1.
The recording apparatus further comprising writing means for writing the data compressed bit stream signal to a track of the recording medium.
請求項8に記載の記録装置において、
前記記録媒体は、光学式又は磁気式の記録媒体であることを特徴とする記録装置。
The recording apparatus according to claim 8, wherein
The recording apparatus is an optical or magnetic recording medium.
データ圧縮ビットストリーム信号が当該記録媒体のトラックに記録されることを特徴とする記録媒体。   A recording medium, wherein a data compressed bit stream signal is recorded on a track of the recording medium. 原音声信号の再現信号を得るようデータ圧縮音声信号をデータ伸張するデータ伸張装置において、
データ圧縮ビットストリーム信号の形態を採るデータ圧縮音声信号を受信する入力手段と、
前記データ圧縮ビットストリーム信号に実質的無損失データ伸張処理を施してビットストリーム信号を得る無損失復号手段と、
前記原音声信号の前記再現信号を得るように前記ビットストリーム信号に対してD/A変換を行うD/A変換手段と、
前記原音声信号の前記再現信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とするデータ伸張装置。
In a data decompression device that decompresses a data-compressed audio signal so as to obtain a reproduction signal of the original audio signal,
Input means for receiving a data compressed audio signal in the form of a data compressed bitstream signal;
Lossless decoding means for performing a substantially lossless data decompression process on the data compressed bitstream signal to obtain a bitstream signal;
D / A conversion means for performing D / A conversion on the bit stream signal so as to obtain the reproduction signal of the original audio signal;
Output means for outputting the reproduction signal of the original audio signal;
A data decompression device comprising:
請求項11に記載のデータ伸張装置において、
前記D/A変換手段は、シグマ/デルタ復調器を有することを特徴とするデータ伸張装置。
The data decompression device according to claim 11, wherein
The D / A conversion means has a sigma / delta demodulator, characterized in that the data expansion apparatus.
請求項11又は12に記載のデータ伸張装置において、
前記無損失復号手段は、可変長デコーダを有することを特徴とするデータ伸張装置。
The data decompression device according to claim 11 or 12,
The lossless decoding means includes a variable length decoder.
請求項13に記載のデータ伸張装置において、
前記可変長デコーダは、ハフマンデコーダであることを特徴とするデータ伸張装置。
The data decompression device according to claim 13,
The data decompression apparatus, wherein the variable length decoder is a Huffman decoder.
請求項13に記載のデータ伸張装置において、
前記可変長デコーダは、算術デコーダであることを特徴とするデータ伸張装置。
The data decompression device according to claim 13,
The data decompression device, wherein the variable length decoder is an arithmetic decoder.
原音声信号の再現信号を得るようデータ圧縮音声信号をデータ伸張するデータ伸張方法において、
データ圧縮ビットストリーム信号の形態を採るデータ圧縮音声信号を受信するステップと、
前記データ圧縮ビットストリーム信号に実質的無損失データ伸張処理を施してビットストリーム信号を得るステップと、
前記原音声信号の前記再現信号を得るように前記ビットストリーム信号に対してD/A変換を行うステップと、
前記原音声信号の再現信号を出力するステップと、
を有することを特徴とするデータ伸張方法。
In a data decompression method for decompressing a data compressed audio signal so as to obtain a reproduction signal of an original audio signal,
Receiving a data compressed audio signal in the form of a data compressed bitstream signal;
Subjecting the data compressed bitstream signal to a substantially lossless data decompression process to obtain a bitstream signal;
Performing D / A conversion on the bit stream signal so as to obtain the reproduction signal of the original audio signal;
Outputting a reproduction signal of the original audio signal;
A data decompression method comprising:
請求項11ないし15のうちいずれか1つに記載のデータ伸張装置を有し、伝送媒体を介して音声信号を受信する受信機において、
前記伝送媒体から前記データ圧縮ビットストリーム信号を得る受信手段をさらに有することを特徴とする受信機。
A receiver having the data expansion device according to any one of claims 11 to 15 and receiving an audio signal via a transmission medium,
The receiver further comprising receiving means for obtaining the data compressed bit stream signal from the transmission medium.
請求項11ないし15のうちのいずれか1つに記載のデータ伸張装置を有し、記録媒体から音声信号を再生する再生装置において、
前記記録媒体のトラックから前記データ圧縮ビットストリーム信号を読み取る読取手段をさらに有することを特徴とする再生装置。
A playback device that includes the data expansion device according to claim 11 and plays back an audio signal from a recording medium.
A reproducing apparatus, further comprising reading means for reading the data compressed bit stream signal from a track of the recording medium.
請求項7に記載の送信機において、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を前記伝送媒体に出力する前に前記データ圧縮ビットストリーム信号をエラー訂正符号化及び/又はチャネル符号化するエラー訂正符号化手段及び/又はチャネル符号化手段をさらに有することを特徴とする送信機。
The transmitter of claim 7, wherein
Error correction coding means and / or channel coding means for error correction coding and / or channel coding of the data compression bitstream signal before outputting the data compression bitstream signal to the transmission medium. Features transmitter.
請求項8に記載の記録装置において、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を前記記録媒体に書き込む前に前記データ圧縮ビットストリーム信号をエラー訂正符号化及び/又はチャネル符号化するエラー訂正符号化手段及び/又はチャネル符号化手段をさらに有することを特徴とする記録装置。
The recording apparatus according to claim 8, wherein
It further comprises error correction coding means and / or channel coding means for performing error correction coding and / or channel coding of the data compressed bit stream signal before writing the data compressed bit stream signal to the recording medium. A recording device.
請求項17に記載の受信機において、
前記伝送媒体から取得された信号をチャネル復号及び/又はエラー訂正して前記データ圧縮ビットストリーム信号を得るチャネル復号手段及び/又はエラー訂正手段をさらに有することを特徴とする受信機。
The receiver according to claim 17, wherein
A receiver further comprising channel decoding means and / or error correction means for obtaining a data compressed bitstream signal by channel decoding and / or error correction of a signal acquired from the transmission medium.
請求項18に記載の再生装置において、
前記記録媒体から読み取られた信号をチャネル復号及び/又はエラー訂正して前記データ圧縮ビットストリーム信号を得るチャネル復号手段及び/又はエラー訂正手段をさらに有することを特徴とする再生装置。
The playback device according to claim 18, wherein
A reproduction apparatus further comprising channel decoding means and / or error correction means for obtaining a data compressed bit stream signal by channel decoding and / or error correction of a signal read from the recording medium.
音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮装置において、
前記音声信号を受信する入力手段と、
シグマ/デルタ変調手段を有し、1ビットのビットストリーム信号を得るように前記音声信号に変換を施す変換手段と、
前記ビットストリーム信号に実質的無損失データ圧縮処理を施してデータ圧縮ビットストリーム信号を得る無損失符号化手段と、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を出力する出力手段と、を有し、
前記無損失符号化手段は、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を得るように確率信号に応じて前記ビットストリーム信号をエントロピー符号化するエントロピー符号化器と、
前記ビットストリーム信号に対し予測処理を行う予測手段と、
前記予測手段に基づいて前記確率信号を判定する確率信号判定手段と、を有する、
ことを特徴とするデータ圧縮装置。
In a data compression device for compressing data of an audio signal,
Input means for receiving the audio signal;
Conversion means having sigma / delta modulation means for converting the audio signal so as to obtain a 1-bit bit stream signal;
Lossless encoding means for applying a substantially lossless data compression process to the bitstream signal to obtain a data compressed bitstream signal;
Output means for outputting the data compressed bitstream signal,
The lossless encoding means includes
An entropy encoder that entropy encodes the bitstream signal in response to a probability signal to obtain the data compressed bitstream signal;
Prediction means for performing prediction processing on the bit stream signal;
Probability signal determination means for determining the probability signal based on the prediction means,
A data compression apparatus.
請求項23に記載のデータ圧縮装置において、
前記予測手段は、多値出力信号を得るよう前記ビットストリーム信号に予測フィルタ処理を施す予測フィルタ手段を有し、
前記確率判定手段は、前記多値出力信号から前記確率信号を得るよう構成されていることを特徴とするデータ圧縮装置。
The data compression device according to claim 23,
The prediction means includes prediction filter means for performing a prediction filter process on the bitstream signal so as to obtain a multi-value output signal;
The data compression apparatus characterized in that the probability determination means is configured to obtain the probability signal from the multilevel output signal.
音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮方法において、
前記音声信号を受信するステップと、
シグマ/デルタ変調ステップを有し、1ビットのビットストリーム信号を得るように前記音声信号に変換を施すステップと、
前記ビットストリーム信号に実質的無損失データ圧縮処理を施してデータ圧縮ビットストリーム信号を得るステップと、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を出力するステップと、を有し、
前記無損失圧縮のステップは、
前記データ圧縮ビットストリーム信号を得るように確率信号に応じて前記ビットストリーム信号をエントロピー符号化するエントロピー符号化ステップと、
前記ビットストリーム信号に対し予測処理を行う予測ステップと、
前記予測ステップに基づいて前記確率信号を判定する確率判定ステップと、を有する、
ことを特徴とするデータ圧縮方法。
In a data compression method for compressing an audio signal,
Receiving the audio signal;
Having a sigma / delta modulation step and converting the audio signal to obtain a 1-bit bitstream signal;
Subjecting the bitstream signal to a substantially lossless data compression process to obtain a data compressed bitstream signal;
Outputting the data compressed bit stream signal,
The lossless compression step includes:
An entropy encoding step of entropy encoding the bitstream signal according to a probability signal to obtain the data compressed bitstream signal;
A prediction step of performing a prediction process on the bitstream signal;
A probability determining step of determining the probability signal based on the predicting step,
A data compression method.
請求項25に記載のデータ圧縮方法において、
前記予測ステップは、多値出力信号を得るよう前記ビットストリーム信号に予測フィルタ処理を施すサブステップを有し、
前記確率判定ステップは、前記多値出力信号から前記確率信号を得るサブステップを有することを特徴とするデータ圧縮方法。
The data compression method according to claim 25,
The prediction step includes a sub-step of performing a prediction filter process on the bit stream signal so as to obtain a multilevel output signal,
The data compression method according to claim 1, wherein the probability determination step includes a sub-step of obtaining the probability signal from the multilevel output signal.
原音声信号の再現信号を得るようデータ圧縮音声信号をデータ伸張するデータ伸張装置において、
データ圧縮ビットストリーム信号の形態を採る前記データ圧縮音声信号を受信する入力手段と、
前記データ圧縮ビットストリーム信号に実質的無損失データ伸張処理を施してビットストリーム信号を得る無損失復号手段と、
前記原音声信号の前記再現信号を得るように前記ビットストリーム信号に対してD/A変換を行うD/A変換手段と、
前記原音声信号の前記再現信号を出力する出力手段と、を有し、
前記無損失復号手段は、
前記ビットストリーム信号を得るよう確率信号に応じて前記データ圧縮ビットストリーム信号をエントロピー復号するエントロピー復号器と、
前記確率信号を出力する確率信号発生手段と、を有する、
ことを特徴とするデータ伸張装置。
In a data decompression device that decompresses a data-compressed audio signal so as to obtain a reproduction signal of the original audio signal,
Input means for receiving the data compressed audio signal in the form of a data compressed bitstream signal;
Lossless decoding means for performing a substantially lossless data decompression process on the data compressed bitstream signal to obtain a bitstream signal;
D / A conversion means for performing D / A conversion on the bit stream signal so as to obtain the reproduction signal of the original audio signal;
Output means for outputting the reproduction signal of the original audio signal,
The lossless decoding means includes
An entropy decoder for entropy decoding the data compressed bitstream signal in response to a probability signal to obtain the bitstream signal;
Probability signal generating means for outputting the probability signal;
A data decompression device characterized by that.
請求項27に記載されたデータ伸張装置において、前記エントロピー復号器は、算術デコーダであることを特徴とするデータ伸張装置。   28. The data expansion device according to claim 27, wherein the entropy decoder is an arithmetic decoder. 原音声信号の再現信号を得るようデータ圧縮音声信号をデータ伸張するデータ伸張方法において、
データ圧縮ビットストリーム信号の形態を採る前記データ圧縮音声信号を受信するステップと、
前記データ圧縮ビットストリーム信号に実質的無損失データ伸張処理を施してビットストリーム信号を得るステップと、
前記原音声信号の前記再現信号を得るように前記ビットストリーム信号に対してD/A変換を行うステップと、
前記原音声信号の前記再現信号を出力するステップと、を有し、
前記無損失復号のステップは、
前記ビットストリーム信号を得るよう確率信号に応じて前記データ圧縮ビットストリーム信号をエントロピー復号するサブステップと、
前記確率信号を出力するサブステップと、を有する、
ことを特徴とするデータ伸張方法。
In a data decompression method for decompressing a data compressed audio signal so as to obtain a reproduction signal of an original audio signal,
Receiving the data compressed audio signal in the form of a data compressed bitstream signal;
Subjecting the data compressed bitstream signal to a substantially lossless data decompression process to obtain a bitstream signal;
Performing D / A conversion on the bit stream signal so as to obtain the reproduction signal of the original audio signal;
Outputting the reproduction signal of the original audio signal,
The lossless decoding step comprises:
Sub-entropy decoding the data compressed bitstream signal in response to a probability signal to obtain the bitstream signal;
Outputting the probability signal.
A data decompression method.
請求項29に記載されたデータ伸張方法において、前記エントロピー復号のステップは、算術復号ステップであることを特徴とするデータ伸張方法。   30. The data decompression method according to claim 29, wherein the entropy decoding step is an arithmetic decoding step.
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