(57)【要約】【課題】  データが表す情報の損失を抑えながら高い圧縮率でデータを圧縮するデータ圧縮装置等を提供することである。【解決手段】  エンコーダＥは、原音声信号より周期性を有するトーン成分を抽出し、これを適応差分パルス符号変調する。また、この原音声信号よりノイズ成分を抽出し、これも適応差分パルス符号変調する。一方、エンコーダＥは、変調後のトーン成分及びノイズ成分を復調したものを原音声信号から差し引いたものにあたる差分成分を生成する。そして、変調後のトーン成分と、変調後のノイズ成分及び差分成分の組とを、互いに別個にエントロピー符号化することで、圧縮音声信号を生成する。デコーダは、これを復号化してトーン成分、ノイズ成分及び差分成分を復元し、互いに加算することで原音声信号を復元する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮対象のデータより、所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化する圧縮適応成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、前記所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化する圧縮非適応成分抽出手段と、
前記量子化された圧縮適応成分成分、及び、前記量子化された圧縮非適応成分成分に、互いに別個に前記所定の可逆的圧縮を施す可逆的圧縮手段と、より構成される、
ことを特徴とするデータ圧縮装置。
【請求項２】
圧縮対象のデータより、周期性を有する周期性成分を抽出して量子化する周期性成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化するランダム成分抽出手段と、
前記量子化された周期性成分、及び、前記量子化されたランダム成分を、互いに別個にエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、より構成される、
ことを特徴とするデータ圧縮装置。
【請求項３】
前記圧縮対象のデータより前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を差し引いたものに相当する差分を生成する差分生成手段を更に備え、
前記エントロピー符号化手段は、前記差分を前記量子化された周期性成分とは別個にエントロピー符号化する、
ことを特徴とする請求項２に記載のデータ圧縮装置。
【請求項４】
前記エントロピー符号化手段は、外部より、無損失圧縮を指示する信号を供給されたとき、当該信号に応答して、前記差分を前記量子化されたランダム成分に結合し、当該差分が結合された当該ランダム成分を、前記量子化された周期性成分とは別個にエントロピー符号化するものである、
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ圧縮装置。
【請求項５】
前記周期性成分抽出手段又は前記ランダム成分抽出手段は、前記周期性成分又は前記ランダム成分を適応差分パルス符号変調することにより、前記量子化を行うものである、
ことを特徴とする請求項２、３又は４に記載のデータ圧縮装置。
【請求項６】
復元対象のデータのうち所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより当該所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、より構成される、
ことを特徴とする圧縮データ復元装置。
【請求項７】
復元対象のデータのうち周期性を有する周期性成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、より構成される、
ことを特徴とする圧縮データ復元装置。
【請求項８】
前記圧縮データは、前記復元対象のデータより前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を差し引いたものに相当する差分を前記量子化された周期性成分とは別個にエントロピー符号化したものに相当する部分を含んでおり、
前記復号化手段は、前記差分をエントロピー符号化したものに相当する部分を復号化することにより当該差分を復元する手段を備え、
前記加算手段は、復元された、前記量子化された周期性成分、前記量子化されたランダム成分及び前記差分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元するものである、
ことを特徴とする請求項７に記載の圧縮データ復元装置。
【請求項９】
圧縮対象のデータより、所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し、
前記圧縮対象のデータより、前記所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し、
前記量子化された圧縮適応成分成分、及び、前記量子化された圧縮非適応成分成分に、互いに別個に前記所定の可逆的圧縮を施す、
ことを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項１０】
圧縮対象のデータより、周期性を有する周期性成分を抽出して量子化し、
前記圧縮対象のデータより、周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化し、
前記量子化された周期性成分、及び、前記量子化されたランダム成分を、互いに別個にエントロピー符号化する、
ことを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項１１】
復元対象のデータのうち所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより当該所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を復元し、
復元された、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する、
ことを特徴とする圧縮データ復元方法。
【請求項１２】
復元対象のデータのうち周期性を有する周期性成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を復元し、
復元された、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する、
ことを特徴とする圧縮データ復元方法。
【請求項１３】
コンピュータを、
圧縮対象のデータより、所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化する圧縮適応成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、前記所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化する圧縮非適応成分抽出手段と、
前記量子化された圧縮適応成分成分、及び、前記量子化された圧縮非適応成分成分に、互いに別個に前記所定の可逆的圧縮を施す可逆的圧縮手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１４】
コンピュータを、
圧縮対象のデータより、周期性を有する周期性成分を抽出して量子化する周期性成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化するランダム成分抽出手段と、
前記量子化された周期性成分、及び、前記量子化されたランダム成分を、互いに別個にエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１５】
コンピュータを、
復元対象のデータのうち所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより当該所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
コンピュータを、
復元対象のデータのうち周期性を有する周期性成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データ圧縮装置、圧縮データ復元装置、データ圧縮方法、圧縮データ復元方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル信号の伝送や保存を効率的に行うため、従来より、ディジタル信号にデータ圧縮を施す技術が用いられている。
データ圧縮の手法には、圧縮により元のデータが表していた情報の一部が失われる非可逆的圧縮（有損失圧縮）と、情報が完全に保たれる可逆的圧縮（無損失圧縮）とがある（例えば、特許文献１参照）。有損失圧縮の例としては、音声データにおけるＭＰ３（MPEG1 audio layer 3）形式による圧縮等があり、一方、無損失圧縮の例としては、ハフマン符号化等のエントロピー符号化が挙げられる。
【特許文献１】特開２００１−６１１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、一般にエントロピー符号化は、信号が有する周期性に着目して無損失圧縮を行う手法である。このため、周期性のある成分とランダムに変化する成分とが混在する信号をエントロピー符号化しても、そのような信号は全体としてみた場合には周期性がみられないために高い圧縮率が得られない、という問題がある。従って、このような信号を高い圧縮率で圧縮したい場合は、有損失圧縮によらざるを得なかった。
【０００４】
またその他の可逆的圧縮を行う場合においても、信号が有する所定の性質に着目してデータ圧縮を行うのである場合、当該性質を有する成分と有しない成分とが混在する信号をデータ圧縮しても、そのような信号を全体としてみた場合に当該性質を有しているとみることができない場合は、高い圧縮率が得られない、という問題が生じる。
【０００５】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、データが表す情報の損失を抑えながら高い圧縮率でデータを圧縮するデータ圧縮装置、圧縮データ復元装置、データ圧縮方法、圧縮データ復元方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、この発明の第１の観点にかかるデータ圧縮装置は、
圧縮対象のデータより、所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化する圧縮適応成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、前記所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化する圧縮非適応成分抽出手段と、
前記量子化された圧縮適応成分成分、及び、前記量子化された圧縮非適応成分成分に、互いに別個に前記所定の可逆的圧縮を施す可逆的圧縮手段と、より構成される、
ことを特徴とする。
【０００７】
また、この発明の第２の観点にかかるデータ圧縮装置は、
圧縮対象のデータより、周期性を有する周期性成分を抽出して量子化する周期性成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化するランダム成分抽出手段と、
前記量子化された周期性成分、及び、前記量子化されたランダム成分を、互いに別個にエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、より構成される、
ことを特徴とする。
【０００８】
前記圧縮対象のデータより前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を差し引いたものに相当する差分を生成する差分生成手段を更に備えてもよく、
前記エントロピー符号化手段は、前記差分を前記量子化された周期性成分とは別個にエントロピー符号化するものであってもよい。
【０００９】
前記エントロピー符号化手段は、外部より、無損失圧縮を指示する信号を供給されたとき、当該信号に応答して、前記差分を前記量子化されたランダム成分に結合し、当該差分が結合された当該ランダム成分を、前記量子化された周期性成分とは別個にエントロピー符号化するものであってもよい。
【００１０】
前記周期性成分抽出手段又は前記ランダム成分抽出手段は、前記周期性成分又は前記ランダム成分を適応差分パルス符号変調することにより、前記量子化を行うものであってもよい。
【００１１】
また、この発明の第３の観点にかかる圧縮データ復元装置は、
復元対象のデータのうち所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより当該所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、より構成される、
ことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の第４の観点にかかる圧縮データ復元装置は、
復元対象のデータのうち周期性を有する周期性成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、より構成される、
ことを特徴とする。
【００１３】
前記圧縮データは、前記復元対象のデータより前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を差し引いたものに相当する差分を前記量子化された周期性成分とは別個にエントロピー符号化したものに相当する部分を含んでいてもよく、
前記復号化手段は、前記差分をエントロピー符号化したものに相当する部分を復号化することにより当該差分を復元する手段を備えていてもよく、
前記加算手段は、復元された、前記量子化された周期性成分、前記量子化されたランダム成分及び前記差分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元するものであってもよい。
【００１４】
また、この発明の第５の観点にかかるデータ圧縮方法は、
圧縮対象のデータより、所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し、
前記圧縮対象のデータより、前記所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し、
前記量子化された圧縮適応成分成分、及び、前記量子化された圧縮非適応成分成分に、互いに別個に前記所定の可逆的圧縮を施す、
ことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明の第６の観点にかかるデータ圧縮方法は、
圧縮対象のデータより、周期性を有する周期性成分を抽出して量子化し、
前記圧縮対象のデータより、周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化し、
前記量子化された周期性成分、及び、前記量子化されたランダム成分を、互いに別個にエントロピー符号化する、
ことを特徴とする。
【００１６】
また、この発明の第７の観点にかかる圧縮データ復元方法は、
復元対象のデータのうち所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより当該所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を復元し、
復元された、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する、
ことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明の第８の観点にかかる圧縮データ復元方法は、
復元対象のデータのうち周期性を有する周期性成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を復元し、
復元された、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する、
ことを特徴とする。
【００１８】
また、この発明の第９の観点にかかるプログラムは、
コンピュータを、
圧縮対象のデータより、所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化する圧縮適応成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、前記所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化する圧縮非適応成分抽出手段と、
前記量子化された圧縮適応成分成分、及び、前記量子化された圧縮非適応成分成分に、互いに別個に前記所定の可逆的圧縮を施す可逆的圧縮手段と、
して機能させるためのものであることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明の第１０の観点にかかるプログラムは、
コンピュータを、
圧縮対象のデータより、周期性を有する周期性成分を抽出して量子化する周期性成分抽出手段と、
前記圧縮対象のデータより、周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化するランダム成分抽出手段と、
前記量子化された周期性成分、及び、前記量子化されたランダム成分を、互いに別個にエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、
して機能させるためのものであることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明の第１１の観点にかかるプログラムは、
コンピュータを、
復元対象のデータのうち所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られる圧縮適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより当該所定の可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られない圧縮非適応成分を抽出して量子化し当該所定の可逆的圧縮を施したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された圧縮適応成分及び前記量子化された圧縮非適応成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、
して機能させるためのものであることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明の第１２の観点にかかるプログラムは、
コンピュータを、
復元対象のデータのうち周期性を有する周期性成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第１の部分、及び当該復元対象のデータより周期性を有しないランダム成分を抽出して量子化しエントロピー符号化したものに相当する第２の部分を含んだ圧縮データを取得し、当該第１の部分及び当該第２の部分を互いに別個に復号化することにより、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を復元する復号化手段と、
復元された、前記量子化された周期性成分及び前記量子化されたランダム成分を互いに加算することにより、前記復元対象のデータを復元する加算手段と、
して機能させるためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、データが表す情報の損失を抑えながら高い圧縮率でデータを圧縮するデータ圧縮装置、圧縮データ復元装置、データ圧縮方法、圧縮データ復元方法及びプログラムが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を、音声信号にデータ圧縮を施すエンコーダ、及び、このエンコーダによりデータ圧縮を施された音声信号を復元するデコーダを例とし、図面を参照して説明する。
【００２４】
（エンコーダ）
図１は、この発明の実施の形態に係るエンコーダＥの構成を示す図である。図示するように、エンコーダＥは、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）Ｅ１と、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）Ｅ２と、周期性成分抽出部Ｅ３と、加算部Ｅ４と、トーン用ＡＤＰＣＭ（適応差分パルス符号変調）部Ｅ５Ｔと、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎと、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔと、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎと、加算部Ｅ７と、加算部Ｅ８と、圧縮モード切替部Ｅ９と、符号化圧縮部Ｅ１０とより構成されている。
【００２５】
ローパスフィルタＥ１、ハイパスフィルタＥ２、周期性成分抽出部Ｅ３、加算部Ｅ４、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔ、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎ、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔ、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎ、加算部Ｅ７、加算部Ｅ８、圧縮モード切替部Ｅ９及び符号化圧縮部Ｅ１０は、いずれも、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサや、このプロセッサが実行するためのプログラムを記憶するメモリなどより構成されており、それぞれ後述する処理を行う。
【００２６】
なお、ローパスフィルタＥ１、ハイパスフィルタＥ２、周期性成分抽出部Ｅ３、加算部Ｅ４、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔ、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎ、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔ、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎ、加算部Ｅ７、加算部Ｅ８、圧縮モード切替部Ｅ９及び符号化圧縮部Ｅ１０の一部又は全部の機能を単一のプロセッサが行うようにしてもよい。
【００２７】
ローパスフィルタＥ１は、音声を表す音声信号（原音声信号）を、データ圧縮を施す対象として外部より取得し、この原音声信号をフィルタリングすることによって、原音声信号のうち所定の遮断周波数以下の成分を抽出し、抽出された成分（低域成分）を周期性成分抽出部Ｅ３に供給する。
【００２８】
なお、原音声信号のデータ形式は任意であり、例えばＰＣＭ（パルス符号変調）形式のデータからなっていればよい。
また、ローパスフィルタＥ１が原音声信号を取得する手法は任意であり、例えば、図示しないインターフェース回路を介して外部の装置やネットワークから取得してもよいし、図示しない記録媒体ドライブ装置にセットされた記録媒体（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ−ＲＯＭなど）から、この記録媒体ドライブ装置を介して読み取ってもよい。また、ローパスフィルタＥ１の機能を行っているプロセッサが、自ら実行している他の処理で用いた音声信号を、原音声信号として、ローパスフィルタＥ１の処理へと引き渡すようにしてもよい。
【００２９】
ハイパスフィルタＥ２は、ローパスフィルタＥ１が取得したものと同一の原音声信号をフィルタリングすることによって、原音声信号のうち所定の遮断周波数を超える成分を抽出し、抽出された成分（高域成分）を加算部Ｅ４に供給する。
なお、ローパスフィルタＥ１及びハイパスフィルタＥ２の各遮断周波数は、低域成分及び高域成分の重複がなるべく少なくなるように選ばれていることが望ましい。
また、ハイパスフィルタＥ２が原音声信号を取得する手法は任意であり、例えば、ローパスフィルタＥ１が原音声信号を取得する取得源から並行して取得してもよいし、ローパスフィルタＥ１を構成するプロセッサ等から取得してもよい。
【００３０】
周期性成分抽出部Ｅ３は、例えば公知のＬｅａｋｙＬＭＳ（最小二乗法）フィルタの機能を行うことにより、ローパスフィルタＥ１が供給する低域成分のうちから一定程度以上の周期性のある成分を抽出して、抽出された成分（トーン成分）を加算部Ｅ４及びトーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔに供給する。
通常、ノイズを除いた音声は周期性のある波形を有するため、トーン成分は、原音声信号のうちノイズを除いた音声を表す成分に相当するものとなる。
【００３１】
加算部Ｅ４は、ハイパスフィルタＥ２より供給された高域成分から周期性成分抽出部Ｅ３より供給されたトーン成分を差し引いたものに相当する成分（ノイズ成分）を生成し、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎに供給する。ノイズ成分の波形は一般に、実質上周期性を有さず、ランダムな時間変化を示すものとなっている。
【００３２】
トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔは、周期性成分抽出部Ｅ３より供給されたトーン成分を適応差分パルス符号変調し、得られた変調後のトーン成分を、符号化圧縮部Ｅ１０及びトーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔへと供給する。
ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎは、加算部Ｅ４より供給されたノイズ成分を適応差分パルス符号変調し、得られた変調後のノイズ成分を、符号化圧縮部Ｅ１０及びノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎへと供給する。
【００３３】
トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔは、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔより供給された変調後のトーン成分を復調することによって、原音声信号のデータ形式と同一のデータ形式を有するトーン成分を生成し、得られたこのトーン成分を加算部Ｅ７へと供給する。
ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎは、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎより供給された変調後のノイズ成分を復調することによって、原音声信号のデータ形式と同一のデータ形式を有するノイズ成分を生成し、得られたこのノイズ成分を加算部Ｅ７へと供給する。
【００３４】
加算部Ｅ７は、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔより供給されたトーン成分とノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎより供給されたノイズ成分との和に相当する成分を生成して、加算部Ｅ８に供給する。
【００３５】
加算部Ｅ８は、ローパスフィルタＥ１が取得したものと同一の原音声信号から加算部Ｅ７より供給された成分を差し引いたものに相当する成分（差分成分）を生成し、圧縮モード切替部Ｅ９に供給する。
加算部Ｅ８が供給する成分は、原音声信号をトーン成分及びノイズ成分に分けてそれぞれ適応差分パルス符号化したことにより原音声信号から失われた成分に相当するものである。
【００３６】
なお、加算部Ｅ８が原音声信号を取得する手法も任意であり、例えば、ローパスフィルタＥ１が原音声信号を取得する取得源から並行して取得してもよいし、ローパスフィルタＥ１を構成するプロセッサ等から取得してもよい。
【００３７】
圧縮モード切替部Ｅ９は、外部より制御信号を取得して、この制御信号に従い、加算部Ｅ８が供給する差分成分を符号化圧縮部Ｅ１０へと供給し、又は供給を遮断する。すなわち、この制御信号が、エンコーダＥに原音声信号の無損失圧縮（ロスレス圧縮）を指示するものである場合は、差分成分を符号化圧縮部Ｅ１０へと供給する。一方、この制御信号が、エンコーダＥに原音声信号の有損失圧縮（ロッシー圧縮）を指示するものである場合は、差分成分を符号化圧縮部Ｅ１０へと供給せず、遮断する。
【００３８】
なお、圧縮モード切替部Ｅ９が制御信号を取得する手法は任意であり、例えば、図示しないインターフェース回路を介して外部の装置やネットワークから取得してもよいし、また、エンコーダＥが、キーボードあるいはマウス等からなる入力デバイスを備えるものとして、この入力デバイスが、操作者の操作に従った制御信号を圧縮モード切替部Ｅ９に供給するものとしてもよい。また、圧縮モード切替部Ｅ９の機能を行っているプロセッサが、自ら実行している他の処理で生成したデータを、制御信号として、圧縮モード切替部Ｅ９の処理へと引き渡すようにしてもよい。
【００３９】
符号化圧縮部Ｅ１０は、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔより供給された変調後のトーン成分と、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎより供給された変調後のノイズ成分とを、それぞれ別個にエントロピー符号化する。そして、エントロピー符号化により得られた２個の信号を互いに結合することにより圧縮音声信号を生成し、この圧縮音声信号を出力する。
【００４０】
ただし、符号化圧縮部Ｅ１０は、圧縮モード切替部Ｅ９より差分成分を供給されている場合、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔより供給された変調後のトーン成分をエントロピー符号化する一方、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎより供給された変調後のノイズ成分にこの差分成分を結合した上で、差分成分が結合された変調後のノイズ成分をエントロピー符号化するものとする。
【００４１】
変調後のノイズ成分に差分信号が結合されている場合、このノイズ成分をエントロピー符号化したものを含んだ圧縮音声信号は、原音声信号が表す音声についての情報を損失なく保持しているといえる。すなわち、この場合の圧縮音声信号は、原音声信号を無損失圧縮したものに相当する。
一方、変調後のノイズ成分に差分信号が結合されていない場合、このノイズ成分をエントロピー符号化したものを含んだ圧縮音声信号からは、差分信号に相当する分の情報が失われているといえる。すなわち、この場合の圧縮音声信号は、原音声信号を有損失圧縮したものに相当する。
【００４２】
なお、符号化圧縮部Ｅ１０は、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合してエントロピー符号化したデータをデコーダＤ等が復号化した後、変調後のノイズ成分と差分成分とを区別することができるようにするため、例えば、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合する際に両者を所定のフォーマットに従って結合したり、あるいは両者の境界を示すマークデータを付するなどすればよい。
【００４３】
また、符号化圧縮部Ｅ１０が圧縮音声信号を出力する手法は任意であり、例えば、図示しないインターフェース回路を介して外部の装置やネットワークに送出してもよいし、図示しない記録媒体ドライブ装置にセットされた記録媒体へ、この記録媒体ドライブ装置を介して書き込んでもよい。また、符号化圧縮部Ｅ１０の機能を行っているプロセッサが、自ら実行している他の処理へと、圧縮音声信号を表すデータを引き渡すようにしてもよい。
【００４４】
以上説明したこのエンコーダＥは、原音声信号から、周期性のある成分であるトーン成分を分離した上、トーン成分とその他の成分について別個にエントロピー符号化を行う。このため、トーン成分については特に高い圧縮率でエントロピー符号化が行われる結果、圧縮音声信号を全体としてみた場合の圧縮率も、原音声信号全体をそのままエントロピー符号化した場合に比べて高くなる。
【００４５】
また、トーン成分及びノイズ成分をパルス符号変調することにより失われた成分は、差分成分の形をとるので、この差分成分をエントロピー符号化したものを圧縮音声信号に含めることを選択することにより、全体として高い圧縮率を確保しつつ原音声信号の無損失圧縮を実現することができる。
一方、この差分成分に相当する部分を圧縮音声信号に含めないことを選択した場合、圧縮音声信号は原音声信号を有損失圧縮したものに相当することとなる。しかし、差分成分に当たる成分が除外されることにより、無損失圧縮した場合に比べ更に高い圧縮率を確保することができる。
【００４６】
（デコーダ）
図２は、この発明の実施の形態に係るデコーダＤの構成を示す図である。図示するように、デコーダＤは、復号化部Ｄ１と、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔと、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎと、加算部Ｄ３と、加算部Ｄ４とより構成されている。
復号化部Ｄ１、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔ、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎ、加算部Ｄ３及び加算部Ｄ４は、いずれも、ＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサや、このプロセッサが実行するためのプログラムを記憶するメモリなどより構成されており、それぞれ後述する処理を行う。
なお、復号化部Ｄ１、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔ、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎ、加算部Ｄ３及び加算部Ｄ４の一部又は全部の機能を単一のプロセッサが行うようにしてもよい。
【００４７】
復号化部Ｄ１は、エンコーダＥが生成する圧縮音声信号に相当する信号を外部より取得し、この圧縮音声信号を、変調後のトーン成分をエントロピー符号化したものと、変調後のノイズ成分（又は、変調後のノイズ成分を差分成分に結合して得られた成分）をエントロピー符号化したものとに分離する。
次に、復号化部Ｄ１は、分離により得られた２個の成分をそれぞれ復号化することにより、変調後のトーン成分と、変調後のノイズ成分（又は、変調後のノイズ成分に差分成分が結合されたもの）とを復元する。
そして、復号化部Ｄ１は、復元された変調後のトーン成分をトーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔに供給し、変調後のノイズ成分をノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎに供給する。また、変調後のノイズ成分に差分成分が結合されている場合はこの差分成分を分離し、分離された差分信号を加算部Ｄ４に供給する。
【００４８】
なお、復号化部Ｄ１は、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合してエントロピー符号化したデータを復元した後、例えば、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合する際に適用された上述のフォーマット、あるいは変調後のノイズ成分と差分成分との教会を示すために付された上述のマークデータ等に基づいて、変調後のノイズ成分と差分成分とを区別するようにすればよい。
【００４９】
トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔは、復号化部Ｄ１より供給された変調後のトーン成分を復調し、得られた元のトーン成分を加算部Ｄ３へと供給する。
ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎは、復号化部Ｄ１より供給された変調後のノイズ成分を復調することによって、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔが得たトーン信号のデータ形式と同一のデータ形式を有する元のノイズ成分を生成し、得られた当該元のノイズ成分を加算部Ｄ３へと供給する。
【００５０】
加算部Ｄ３は、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔより供給された元のトーン成分とノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎより供給された元のノイズ成分との和に相当する成分を生成して、加算部Ｄ４に供給する。
【００５１】
加算部Ｄ４は、復号化部Ｄ１より差分成分が供給された場合、加算部Ｄ３より供給された成分（すなわち、元のトーン成分と元のノイズ成分との和にあたる成分）とこの差分成分との和に相当する成分を生成し、得られた成分を、原音声信号として出力する。差分成分が供給されていない場合は、加算部Ｄ３より供給された成分をそのまま原音声信号として出力する。
【００５２】
なお、加算部Ｄ４が原音声信号を出力する手法は任意であり、例えば、図示しないインターフェース回路を介して外部の装置やネットワークに送出してもよいし、図示しない記録媒体ドライブ装置にセットされた記録媒体へ、この記録媒体ドライブ装置を介して書き込んでもよい。また、加算部Ｄ４の機能を行っているプロセッサが、自ら実行している他の処理へと、当該原音声信号を表すデータを引き渡すようにしてもよい。また、図示しないＤ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器やスピーカを介して、この原音声信号が表す音声を再生するようにしてもよい。
【００５３】
以上説明したこのデコーダＤは、上述したエンコーダＥが生成する圧縮音声信号に相当する信号から、原音声信号に相当する信号を正しく復元する。
【００５４】
なお、この発明の実施の形態のエンコーダＥ及びデコーダＤの構成はいずれも上述のものに限られない。
例えば、原音声信号はＰＣＭ形式のデータからなっている必要はなく、原音声信号のデータ形式は任意である。
また、周期性成分抽出部Ｅ３が低域成分のうちから一定程度以上の周期性のある成分を抽出する手法は、必ずしもＬｅａｋｙＬＭＳの手法でなくてもよく、他の任意の手法により周期性のある成分を抽出してもよい。
また、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔ及びノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎは、必ずしもトーン成分やノイズ成分を適応差分パルス符号変調する必要はなく、例えば、データの量子化を伴う他の手法による符号化を施すようにしてもよい。
【００５５】
また、符号化圧縮部Ｅ１０は必ずしもエントロピー符号化を行う必要はなく、他の何らかの所定の手法による可逆的圧縮を、量子化されたトーン成分及び量子化されたノイズ成分に施すものであってよい。
この場合、周期性成分抽出部Ｅ３は、原音声信号のうち周期性のある成分を抽出する代わりに、符号化圧縮部Ｅ１０が行う可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られるような成分をトーン成分として抽出するものであればよい。またこの場合、エンコーダＥは、ハイパスフィルタＥ２及び加算部Ｅ４に代えて、符号化圧縮部Ｅ１０が行う可逆的圧縮を施した場合に一定程度以上の圧縮率が得られないような成分をノイズ成分として抽出するような構成（例えば、周期性成分抽出部Ｅ３の抽出したトーン成分を原音声信号から差し引いたものに相当する成分をノイズ成分として抽出する加算部として機能するプロセッサ等）を備えるものとすればよい。
またこの場合、復号化部Ｄ１は、圧縮音声信号を、変調後のトーン成分を可逆的圧縮したものと、変調後のノイズ成分（又は、変調後のノイズ成分を差分成分に結合して得られた成分）を可逆的圧縮したものとに分離し、分離により得られた２個の成分をそれぞれ復号化することにより、変調後のトーン成分と、変調後のノイズ成分（又は、変調後のノイズ成分に差分成分が結合されたもの）とを復元するものであればよい。
【００５６】
また、エンコーダＥは、加算部Ｅ７及びＥ８に代えて、ローパスフィルタＥ１が取得したものと同一の原音声信号から、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔより供給されたトーン成分及びノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎより供給されたノイズ成分を差し引いたものに相当する差分成分を生成して圧縮モード切替部Ｅ９に供給する１個の加算部を備えるものとしてもよい。
また、デコーダＤも、加算部Ｄ３及びＤ４に代えて、復号化部Ｄ１より供給された差分成分（ただし差分成分が存在する場合に限る）、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔより供給された元のトーン成分、及びノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎより供給された元のノイズ成分の三者の和に相当する成分を生成して原音声信号として出力する１個の加算部を備えるものとしてもよい。
【００５７】
また、エンコーダＥは、外部より取得した上述の制御信号が有損失圧縮を指示するものである場合、加算部Ｅ８から符号化圧縮部Ｅ１０への差分成分の供給を遮断する代わりに、差分成分の生成自体を停止するものとしてもよい。
具体的には、例えば、加算部Ｅ８は差分成分を生成した場合これを符号化圧縮部Ｅ１０に直接供給するものとする一方、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔ、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎ、加算部Ｅ７及び加算部Ｅ８が上述の制御信号を取得し、この制御信号が有損失圧縮を指示するものである場合は、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔがトーン成分の生成を停止し、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎがノイズ成分の生成を停止し、加算部Ｅ７がトーン成分及びノイズ成分の加算の動作を停止し、加算部Ｅ８が原音声信号から加算部Ｅ７の出力を減算する動作を停止するものとしてもよい。
【００５８】
また、ハイパスフィルタＥ２が出力する成分をそのままノイズ成分とみなすことができる場合、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎは、ハイパスフィルタＥ２が生成する高域成分をノイズ成分として直接取得してもよく、この場合、エンコーダＥは加算部Ｅ４を備えている必要はない。
また、原音声信号からトーン成分を差し引いた差分をノイズ成分とみなすことができる場合、加算部Ｅ４は、原音声信号を直接取得してこれを高域成分と同一に扱うようにしてもよく、この場合、エンコーダＥはハイパスフィルタＥ２を備えている必要はない。
【００５９】
また、エンコーダＥは、マイクロフォン、増幅器、サンプリング回路、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）コンバータ及びＰＣＭエンコーダなどを備えていてもよい。この場合、エンコーダＥは、外部から原音声信号を取得する代わりに、自己のマイクロフォンが集音した音声を表す音声信号を増幅し、サンプリングしてＡ／Ｄ変換した後、サンプリングされた音声信号にＰＣＭ変調を施すことにより、原音声信号を作成してもよい。
【００６０】
また、エンコーダＥは、原音声信号に代えて、画像やその他任意の種類のコンテンツを表すデータを、原音声信号と同様に扱って圧縮してもよい。そしてデコーダＤは、エンコーダＥが圧縮した、任意の種類のコンテンツを表すデータを、圧縮音声信号と同様に扱って復元してもよい。
データ圧縮を施す対象のデータのうちコンテンツを表す成分が、ノイズにあたる成分に比べてより顕著な周期性を有していれば、このようなデータは、エンコーダＥにより損失なく高い圧縮率で圧縮されることが期待でき、また、エンコーダＥにより圧縮されたデータを正しく復元することができる。
【００６１】
また、エンコーダＥは、周期性成分抽出部Ｅ３が生成したトーン成分を取得してフィルタリングすることにより当該トーン成分の周波数分布を変化させてからトーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔに供給するトーンコントロール部を備えていてもよい。なお、このトーンコントロール部はＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサや、このプロセッサが実行するためのプログラムを記憶するメモリなどより構成されていればよく、また、エンコーダＥの他の部分を構成するプロセッサがこのトーンコントロール部の機能を更に行うようにしてもよい。
【００６２】
また、デコーダＤも、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔが復元したトーン成分をフィルタリングして当該トーン成分の周波数分布を変化させてから加算部Ｄ３に供給するトーンコントロール部を備えていてよい。なお、このトーンコントロール部はＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサや、このプロセッサが実行するためのプログラムを記憶するメモリなどより構成されていればよく、また、デコーダＤの他の部分を構成するプロセッサがこのトーンコントロール部の機能を更に行うようにしてもよい。
【００６３】
また、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔは、トーン成分のうち、一定以上のレベルの音声を表す部分について、当該トーン信号のその他の部分より低いビット数（分解能）で量子化する形で適応差分パルス符号変調を行うことにより、原音声信号の圧縮率を更に高めるようにしてもよい。このように、量子化の分解能を低下させる部分を一定以上のレベルの音声を表す部分に限定することによって、圧縮音声信号が表す音質の低下を抑えながら圧縮率を向上させることができる。
【００６４】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明にかかるデータ圧縮装置及び圧縮データ復元装置は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。
例えば、パーソナルコンピュータに上述のローパスフィルタＥ１、ハイパスフィルタＥ２、周期性成分抽出部Ｅ３、加算部Ｅ４、トーン用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｔ、ノイズ用ＡＤＰＣＭ部Ｅ５Ｎ、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｔ、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｅ６Ｎ、加算部Ｅ７、加算部Ｅ８、圧縮モード切替部Ｅ９及び符号化圧縮部Ｅ１０の動作を実行させるためのプログラムを格納した媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、フロッピー（登録商標）ディスク等）から該プログラムをインストールすることにより、当該パーソナルコンピュータに、上述のエンコーダＥの機能を行わせることができる。
また、パーソナルコンピュータに、上述の復号化部Ｄ１、トーン用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｔ、ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部Ｄ２Ｎ、加算部Ｄ３及び加算部Ｄ４の動作を実行させるためのプログラムを格納した媒体から該プログラムをインストールすることにより、当該パーソナルコンピュータに、上述のデコーダＤの機能を行わせることができる。
【００６５】
そして、これらのプログラムを実行し、上述のエンコーダＥやデコーダＤとして機能するパーソナルコンピュータが、図３〜図４に示す処理を行うものとする。
図３は、エンコーダＥの機能を行うパーソナルコンピュータの処理を示すフローチャートである。
図４は、デコーダＤの機能を行うパーソナルコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【００６６】
すなわち、まず、エンコーダＥの機能を行うパーソナルコンピュータは、データ圧縮を施す対象である原音声信号を外部より取得すると（図３、ステップＳ１０１）、この原音声信号をフィルタリングすることによって上述の低域成分を抽出し（ステップＳ１０２）、一方、この原音声信号をフィルタリングして上述の高域成分も抽出する（ステップＳ１０３）。なお、このパーソナルコンピュータが原音声信号を取得する手法は任意である。
【００６７】
次に、このパーソナルコンピュータは、公知のＬｅａｋｙＬＭＳ（最小二乗法）フィルタの手法により、ステップＳ１０２で生成した低域成分のうちから一定程度以上の周期性のある成分をトーン成分として抽出する（ステップＳ１０４）。そして、ステップＳ１０３で生成した高域成分からこのトーン成分を差し引いたものに相当する成分をノイズ成分として生成する（ステップＳ１０５）。
【００６８】
次に、このパーソナルコンピュータは、ステップＳ１０４で生成したトーン成分及びステップＳ１０５で生成したノイズ成分をそれぞれ適応差分パルス符号変調することにより、変調後のトーン成分及び変調後のノイズ成分を生成する（ステップＳ１０６）。
【００６９】
一方、このパーソナルコンピュータは、原音声信号を有損失圧縮するか無損失圧縮するかを指示する上述の制御信号を外部より取得し（ステップＳ１０７）、取得したこの制御信号が無損失圧縮を指示するものである場合は、ステップＳ１０６で生成した変調後のトーン成分及び変調後のノイズ成分をそれぞれ復調することによって、原音声信号のデータ形式と同一のデータ形式を有するトーン成分及びノイズ成分を生成する（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０８で生成したトーン成分及びノイズ成分を原音声信号から差し引いたものに相当する成分を差分成分として生成する（ステップＳ１０９）。なお、このパーソナルコンピュータが制御信号を取得する手法も任意である。
【００７０】
次に、このパーソナルコンピュータは、ステップＳ１０６で生成した変調後のトーン成分及び変調後のノイズ成分を、それぞれ別個にエントロピー符号化する（ステップＳ１１０）。そして、エントロピー符号化により得られた２個の信号を互いに結合することにより圧縮音声信号を生成し、この圧縮音声信号を任意の手法により出力する（ステップＳ１１１）。
【００７１】
ただし、ステップＳ１０９で差分成分を生成した場合、ステップＳ１１０でこのパーソナルコンピュータは、変調後のトーン成分をエントロピー符号化する一方、変調後のノイズ成分にこの差分成分を結合した上で、差分成分が結合された変調後のノイズ成分をエントロピー符号化するものとする。
変調後のノイズ成分に差分信号が結合されている場合の圧縮音声信号は、原音声信号を無損失圧縮したものに相当する。一方、変調後のノイズ成分に差分信号が結合されていない場合の圧縮音声信号は、原音声信号を有損失圧縮したものに相当する。
【００７２】
また、ステップＳ１１０でこのパーソナルコンピュータは、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合してエントロピー符号化したデータが復号化された後、復号化により得られたデータに含まれる変調後のノイズ成分と差分成分とが互いに区別され得るようにするため、例えば、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合する際に両者を所定のフォーマットに従って結合したり、あるいは両者の境界を示すマークデータを付するなどすればよい。
【００７３】
一方、デコーダＤの機能を行うパーソナルコンピュータが、エンコーダＥが生成する圧縮音声信号に相当する信号を外部より取得すると（図４、ステップＳ２０１）、このパーソナルコンピュータは、この圧縮音声信号を、変調後のトーン成分をエントロピー符号化したものと、変調後のノイズ成分（又は、変調後のノイズ成分を差分成分に結合して得られた成分）をエントロピー符号化したものとに分離する（ステップＳ２０２）。
【００７４】
次に、このパーソナルコンピュータは、分離により得られた２個の成分をそれぞれ復号化することにより、変調後のトーン成分と、変調後のノイズ成分（又は、変調後のノイズ成分に差分成分が結合されたもの）とを復元する（ステップＳ２０３）。また、変調後のノイズ成分に差分成分が結合されている場合、ステップＳ２０３ではこの差分成分を変調後のノイズ成分から分離する処理も行う。
【００７５】
なお、ステップＳ２０３でこのパーソナルコンピュータは、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合してエントロピー符号化したデータを復元した後、例えば、変調後のノイズ成分と差分成分とを結合する際に適用された上述のフォーマット、あるいは変調後のノイズ成分と差分成分との教会を示すために付された上述のマークデータ等に基づいて、変調後のノイズ成分と差分成分とを区別するようにすればよい。
【００７６】
次に、このパーソナルコンピュータは、ステップＳ２０３で復元された変調後のトーン成分及び変調後のノイズ成分をそれぞれ復調することにより、元のトーン成分及び元のノイズ成分を復元する（ステップＳ２０４）。
【００７７】
そして、このパーソナルコンピュータは、ステップＳ２０４で復元された元のトーン成分及び元のノイズ成分の和に相当する信号を生成して（ステップＳ２０５）、生成された信号を原音声信号として出力する（ステップＳ２０６）。ただし、ステップＳ２０５でこのパーソナルコンピュータは、ステップＳ２０３で差分成分を分離した場合、ステップＳ２０４で復元された元のトーン成分及び元のノイズ成分とこの差分成分との三者の和に相当する成分を生成するものとする。なお、ステップＳ２０６でこのパーソナルコンピュータが原音声信号を出力する手法は任意である。
【００７８】
なお、パーソナルコンピュータにエンコーダＥやデコーダＤの機能を行わせるプログラムは、例えば、通信回線の掲示板（ＢＢＳ）にアップロードし、これを通信回線を介して配信してもよく、また、これらのプログラムを表す信号により搬送波を変調し、得られた変調波を伝送し、この変調波を受信した装置が変調波を復調してこれらのプログラムを復元するようにしてもよい。
そして、これらのプログラムを起動し、ＯＳの制御下に、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
【００７９】
なお、ＯＳが処理の一部を分担する場合、あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構成するような場合には、記録媒体には、その部分を除いたプログラムを格納してもよい。この場合も、この発明では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各機能又はステップを実行するためのプログラムが格納されているものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の実施の形態に係るエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態に係るデコーダの構成を示すブロック図である。
【図３】エンコーダの機能を行うパーソナルコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図４】デコーダの機能を行うパーソナルコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
Ｅ                  エンコーダ
Ｅ１                ローパスフィルタ
Ｅ２                ハイパスフィルタ
Ｅ３                周期性成分抽出部
Ｅ４，Ｅ７，Ｅ８    加算部
Ｅ５Ｔ              トーン用ＡＤＰＣＭ部
Ｅ５Ｎ              ノイズ用ＡＤＰＣＭ部
Ｅ６Ｔ              トーン用逆ＡＤＰＣＭ部
Ｅ６Ｎ              ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部
Ｅ９                圧縮モード切替部
Ｅ１０              符号化圧縮部
Ｄ                  デコーダ
Ｄ１                復号化部
Ｄ２Ｔ              トーン用逆ＡＤＰＣＭ部
Ｄ２Ｎ              ノイズ用逆ＡＤＰＣＭ部
Ｄ３，Ｄ４          加算部
【図１】
2006254211.tif 000003
【図２】
2006254211.tif 000004
【図３】
2006254211.tif 000005
【図４】
2006254211.tif 000006