(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２のステップと、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第３のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項２】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ再生点における圧縮前データから該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第２のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項３】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、ループ再生点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
圧縮前の前記第ｋフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２のステップと、
前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成する第３のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項４】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２のステップと、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第３のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項５】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまで、および、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでを各々デコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２のステップと、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第３のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項６】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第２のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項７】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまで、および、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第２のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項８】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、ループ終了点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
圧縮前の前記第ｋフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２のステップと、
前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成する第３のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項９】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、ループ再生点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレーム、およびループ終了点が属する第ｍ（ｍはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームおよび第ｍフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、
圧縮前の前記第ｋフレームおよび第ｍフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２のステップと、
前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成する第３のステップと、
を有することを特徴とするデータ圧縮方法。
【請求項１０】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、
前記分割手段によって生成された各フレーム内のデータを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎフレームの圧縮済フレームを生成する第１の圧縮手段と、
ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２の圧縮手段と、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段と、
を具備することを特徴とするデータ圧縮回路。
【請求項１１】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、
前記分割手段によって生成された各フレーム内のデータを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎフレームの圧縮済フレームを生成する第１の圧縮手段と、
ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２の圧縮手段と、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段と、
を具備することを特徴とするデータ圧縮回路。
【請求項１２】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、
前記分割手段によって生成された各フレーム内のデータを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎフレームの圧縮済フレームを生成する第１の圧縮手段と、
ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまで、および、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでを各々デコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２の圧縮手段と、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段と、
を具備することを特徴とするデータ圧縮回路。
【請求項１３】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、
各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する圧縮手段と、
前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ再生点における圧縮前データから該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段と、
を具備することを特徴とするデータ圧縮回路。
【請求項１４】
圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割する分割手段と、
ループ再生点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１の圧縮手段と、
圧縮前の前記第ｋフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２の圧縮手段と、
前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成するビットストリーム生成手段と、
を具備することを特徴とするデータ圧縮回路。
【請求項１５】
請求項１０〜請求項１２のいずれかの項に記載されるデータ圧縮回路によって生成されたビットストリームを伸張するデータ伸張回路において、
前記ビットストリームに属する第１〜第ｎのフレームをデコードして圧縮前データに戻し、バッファメモリに書き込む第１のデコード手段と、
前記ビットストリームに属するループ用データをデコードして圧縮前データに戻し前記バッファメモリに書き込む第２のデコード手段と、
前記ビットストリームから前記第１〜第ｎのフレームおよび前記ループ用データを読み出し、前記第１、第２のデコード手段へ出力する読出手段と、
を具備することを特徴とするデータ伸張回路。
【請求項１６】
請求項１３に記載されるデータ圧縮回路によって生成されたビットストリームを伸張するデータ伸張回路において、
前記ビットストリームに属する第１〜第ｎのフレームをデコードして圧縮前データに戻し、バッファメモリに書き込むデコード手段と、
前記ビットストリームから前記第１〜第ｎのフレームを読み出し、前記デコード手段へ出力すると共に、前記ビットストリームから前記ループ用データを読み出し前記バッファメモリに書き込む読出手段と、
を具備することを特徴とするデータ伸張回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてディジタルオーディオデータを圧縮するデータ圧縮方法に係り、特に、圧縮率が大きく、しかも、任意の位置からのループ再生が可能なデータ圧縮方法およびデータ圧縮回路、データ伸張回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ディジタルオーディオデータを圧縮する方法として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ２のようなサブバンド符号化を使用する方法が知られている。このサブバンド符号化による圧縮方法は、圧縮率が高い利点があるが、複数サンプル（例えば、ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ２の場合１１５２サンプル）からなるフレーム単位でエンコード／デコードを行うようになっており、このため、ループ再生（繰り返し再生）を行う場合においてフレーム途中からの再生が難しいという問題がある。
【０００３】
サブバンド符号化による圧縮方法を使用し、かつ、フレーム途中からのループ再生をする方法として、ループ再生の再生点を含むフレーム全体をデコードし、再生点より前のデコードデータを捨てるようにすれば、フレーム途中からのループ再生が可能である。しかし、この場合、次のフレームのデコード時間が短くなってしまい、次のフレームのデコードが再生に追いつかない場合は再生音が途切れる問題がある。
また、ループ時の再生点をフレーム境界として始まる同内容の圧縮データを別途用意し、ループ後にそのデータを再生するようにすれば、１フレームより短い単位でループ再生をすることができる。しかし、その場合、ループ用の再生点から最終フレームまでのデータが別途必要となり、全圧縮データのサイズが大きくなってしまう欠点がある。
【０００４】
また、ループ時の再生点から次のフレーム境界までのデコード後のサンプルを一時記憶メモリに記憶しておき、ループ後にそのデータをフレーム境界まで再生してから次のフレームを再生するようにすれば、１フレームよりも細かい単位でループ再生をすることができる。しかし、その場合、ループ用に１フレーム分の一時記憶メモリが必要となり、一時記憶メモリの容量が大きくなる問題がある。
なお、サブバンド符号化による圧縮方法を使用し、かつ、フレーム途中からのループ再生を可能とする従来技術として特許公報１に記載される技術が知られている。
【特許文献１】特開2004-348055号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、サブバンド符号化による圧縮方法を使用し、かつ、圧縮データ量を大きく増やすことなく、また、一時記憶メモリの容量も増やすことなくフレーム途中からのループ再生を可能とするデータ圧縮方法およびデータ圧縮回路並びにデータ伸張回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２のステップと、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第３のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ再生点における圧縮前データから該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第２のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、ループ再生点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、圧縮前の前記第ｋフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２のステップと、前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成する第３のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２のステップと、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第３のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまで、および、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでを各々デコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２のステップと、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第３のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第２のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまで、および、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成する第２のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、ループ終了点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、圧縮前の前記第ｋフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２のステップと、前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成する第３のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割し、ループ再生点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレーム、およびループ終了点が属する第ｍ（ｍはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームおよび第ｍフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１のステップと、圧縮前の前記第ｋフレームおよび第ｍフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２のステップと、前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成する第３のステップとを有することを特徴とするデータ圧縮方法である。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、前記分割手段によって生成された各フレーム内のデータを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎフレームの圧縮済フレームを生成する第１の圧縮手段と、ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２の圧縮手段と、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段とを具備することを特徴とするデータ圧縮回路である。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、前記分割手段によって生成された各フレーム内のデータを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎフレームの圧縮済フレームを生成する第１の圧縮手段と、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２の圧縮手段と、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段とを具備することを特徴とするデータ圧縮回路である。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、前記分割手段によって生成された各フレーム内のデータを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎフレームの圧縮済フレームを生成する第１の圧縮手段と、ループ再生点における圧縮前データから、該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまで、および、ループ終了点が属するフレームの圧縮前先頭データからループ終了点の圧縮前データまでを各々デコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮してループ用データを生成する第２の圧縮手段と、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに前記ループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段とを具備することを特徴とするデータ圧縮回路である。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレームに分割する分割手段と、各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する圧縮手段と、前記第１〜第ｎの圧縮済みフレームに、ループ再生点における圧縮前データから該ループ再生点が属するフレームの圧縮前最終データまでの無圧縮のデータからなるループ用データを加えて圧縮済みデータのビットストリームを生成するビットストリーム生成手段とを具備することを特徴とするデータ圧縮回路である。
【００１９】
請求項１４に記載の発明は、圧縮前の複数のデータからなるデータ集合体を第１〜第ｎのフレーム分割する分割手段と、ループ再生点が属する第ｋ（ｋはｎより小さい正の整数）フレームを除く各フレームに属する圧縮前データを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して前記第ｋフレームを除く第１〜第ｎの圧縮済みフレームを生成する第１の圧縮手段と、圧縮前の前記第ｋフレームのデータをデコード遅延が生じない圧縮方法によって圧縮する第２の圧縮手段と、前記第１のステップによって生成された圧縮済みフレームに前記第２のステップによって生成された圧縮済みフレームを加えてビットストリームを生成するビットストリーム生成手段とを具備することを特徴とするデータ圧縮回路である。
【００２０】
請求項１５に記載の発明は、請求項１０〜請求項１２のいずれかの項に記載されるデータ圧縮回路によって生成されたビットストリームを伸張するデータ伸張回路において、前記ビットストリームに属する第１〜第ｎのフレームをデコードして圧縮前データに戻し、バッファメモリに書き込む第１のデコード手段と、前記ビットストリームに属するループ用データをデコードして圧縮前データに戻し前記バッファメモリに書き込む第２のデコード手段と、前記ビットストリームから前記第１〜第ｎのフレームおよび前記ループ用データを読み出し、前記第１、第２のデコード手段へ出力する読出手段とを具備することを特徴とするデータ伸張回路である。
【００２１】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３に記載されるデータ圧縮回路によって生成されたビットストリームを伸張するデータ伸張回路において、前記ビットストリームに属する第１〜第ｎのフレームをデコードして圧縮前データに戻し、バッファメモリに書き込むデコード手段と、前記ビットストリームから前記第１〜第ｎのフレームを読み出し、前記デコード手段へ出力すると共に、前記ビットストリームから前記ループ用データを読み出し前記バッファメモリに書き込む読出手段とを具備することを特徴とするデータ伸張回路である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、サブバンド符号化による高い圧縮率で圧縮することができ、かつ、フレーム途中の任意の位置からループ再生を行うことができる利点が得られる。また、この発明によれば、ループ再生のために圧縮データ量を大きく増やす必要がなく、また、一時記憶メモリの容量も増やす必要がない利点がある。また、この発明によれば、ループ再生の終了点がフレーム途中であった場合も、ループ再生のための圧縮データ量を大きく増やすことなくループ再生を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態によるデータ圧縮回路の構成を示すブロック図であり、このデータ圧縮回路は、メモリ１内に記憶された圧縮前のループ再生用のディジタルオーディオデータ（ＰＣＭデータ）を圧縮する回路である。図２はこのデータ圧縮回路によって生成された圧縮後のデータ（ビットストリーム）を示す図である。このビットストリームは、ヘッダＨと、圧縮済みフレーム１〜４および最終フレームと、最終フレームの後部に付属するループ用データとから構成されている。ここで、フレーム１〜最終フレームは、例えば、ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ２によって圧縮されている。また、点Ｂはループ再生点であり、このビットストリームの再生時において、フレーム１〜最終フレームの再生後、ループ再生点Ｂへ戻ってループ再生が行われる。点Ｃはループ再生点Ｂを含むフレーム２と次のフレーム３の境界点である。また、ループ用データは、点Ｂ〜点Ｃ間のデータに対応する圧縮前のデータを、ディレイなしでデコードできるＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）によって圧縮したデータである。
【００２４】
以下、図１のデータ圧縮回路について詳述する。
図において、符号２は読出回路であり、メモリ１からフレーム単位でデータを読み出し、ＭＰＥＧエンコーダ３へ出力する。また、フレーム２に対応するデータについては、ＭＰＥＧエンコーダ３へ出力すると共に、ループ再生点Ｂおよび点Ｃ間に対応するデータをＡＤＰＣＭエンコーダ４へ出力する。
【００２５】
ＭＰＥＧエンコーダ３は、例えば、ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ２による圧縮方式によって入力されるデータを圧縮する回路であり、圧縮前のデータを複数のサブバンド信号に分割し、該サブバンド信号を心理聴覚分析に基づいて量子化して圧縮済みデータを生成し、ビットストリーム生成回路５へ出力する。ＡＤＰＣＭエンコーダ４はＡＤＰＣＭ方式によって入力データを圧縮し、ビットストリーム生成回路５へ出力する。
【００２６】
ビットストリーム生成回路５は、ＭＰＥＧエンコーダ３から出力されるフレーム１〜最終フレームの圧縮データの後部にＡＤＰＣＭエンコーダ４から出力される圧縮データを付加し、そのデータ列の先頭にヘッダＨを付加してビットストリームを生成する。この場合、ヘッダＨには、ＭＰＥＧデコードに必要なデータが書き込まれると共に、ループ再生のためのデータとして、最終フレームのフレーム番号（図２の例では「５」）およびループ再生点Ｂが属するフレーム番号（図２の例では「２」）が書き込まれる。
そして、ビットストリーム生成回路５によって生成されたビットストリームは、ＲＯＭ６に焼き付けられる。
【００２７】
次に、図３に示すデータ伸張回路について説明する。
図において、１１は読出回路であり、ＲＯＭ６内のビットストリームを読み出し、フレーム１〜最終フレームについてはＭＰＥＧデコーダ１２へ出力し、ループ用データについてはＡＤＰＣＭデコーダ１３へ出力する。なお、詳細は後述する。１４はユーザがモード設定を行うプリセットスイッチである。すなわち、このデータ伸張回路は次の３モードによるデータ再生が可能であり、ユーザはこのプリセットスイッチ１４によって予め３モードの内の１つを選択する。
【００２８】
(1) ワンショット再生
フレーム１から最終フレームまでを１回再生して終了する。
(2) ヘッドループ再生
フレーム１から最終フレームまでを再生し、次いでフレーム１の先頭へ戻って再びフレーム１から最終フレームまでを再生し、この動作を繰り返す。
(3) 途中ループ再生
フレーム１から最終フレームまでを再生し、次いでフレーム２のループ再生点Ｂへ戻って最終フレームまでを再生し、この動作を繰り返す。
【００２９】
ＭＰＥＧデコーダ１２は、読出回路１１から出力される各フレームをデコードして圧縮前のＰＣＭデータに戻し、ＦＩＦＯ（ファーストイン／ファーストアウト）メモリ１５に順次書き込む。ＡＤＰＣＭデコーダ１３は読出回路１１から出力されるループ用データをデコードして圧縮前のＰＣＭデータに戻し、ＦＩＦＯメモリ１５に順次書き込む。ＦＩＦＯメモリ１５は、ＭＰＥＧデコーダ１２およびＡＤＰＣＭデコーダ１３から出力されるＰＣＭデータを順次内部に蓄え、また、サンプリングパルスｆｓのタイミングで内部のデータを順次Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換器１６へ出力する。Ｄ／Ａ変換器１６はＦＩＦＯメモリ１５から出力されるＰＣＭデータをアナログ楽音信号に変換し出力する。
次に、上述したデータ伸張回路の動作を、図４に示す読出回路１１の動作フローチャートを参照して説明する。
【００３０】
再生スタート時において、読出回路１１は、まず、ＲＯＭ６からビットストリームのヘッダＨを読み出して内部に記憶し（ステップＳ１）、次いで、プリセットスイッチ１４の設定状態を読み出し、現在設定されているモード番号を内部に記憶する（ステップＳ２）。次に、内部のデータｎを「１」とする（ステップＳ３）。次に、ＲＯＭ６からフレームｎ（この場合、フレーム１）の圧縮データを読み出し（ステップＳ４）、読み出したデータをＭＰＥＧデコーダ１２へ出力する。ＭＰＥＧデコーダ１２は、フレーム１をデコードし、デコード済みのデータをＦＩＦＯメモリ１５に出力する。ＦＩＦＯメモリ１５はＭＰＥＧデコーダ１２から出力されるデータを順次記憶し、そして、フレーム１のデコード済みの全データを記憶した時点以降、内部のデータをサンプリングパルスｆｓのタイミングで順次Ｄ／Ａ変換器１６へ出力する。
【００３１】
読出回路１１は、ＭＰＥＧデコーダ１２への出力（ステップＳ５）が終了後、出力したフレームが最終フレームであったか否かを、ステップＳ１において内部に記憶したヘッダ情報から判断する（ステップＳ６）。そして、最終フレームでなかった場合は、内部のデータｎをインクリメントし（ステップＳ７）、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、この場合、ｎ＝２であることから、ＲＯＭ６からフレーム２を読み出し、ＭＰＥＧデコーダ１２へ出力する（ステップＳ５）。なお、ＭＰＥＧデコーダ１２においてフレーム１のデコードが終了していない場合は、終了を待って出力する。
【００３２】
ＭＰＥＧデコーダ１２は、上記と同様に、フレーム２をデコードし、デコード済みのデータをＦＩＦＯメモリ１５に出力する。出力されたデータはＦＩＦＯメモリ１５に読み込まれる。ＦＩＦＯメモリ１５は、データ読み込みとは無関係に、内部のデータをファーストイン／ファーストアウト方式で順次出力する。
【００３３】
読出回路１１は、ステップＳ５の実行後、ＭＰＥＧデコーダ１２へ出力したフレームが最終フレームであったか否かを判断し（ステップＳ６）、判断結果が「ＮＯ」であった場合はステップＳ７を介してステップＳ４へ戻り、以後、ステップＳ４〜Ｓ７を繰り返し実行する。これにより、フレーム３〜最終フレームのデータがＭＰＥＧデコーダ１２へ順次出力され、ＭＰＥＧデコーダ１２によって順次デコードされ、デコード済みのデータがＦＩＦＯメモリ１５に書き込まれる。
【００３４】
そして、最終フレームのデータが読出回路１１からＭＰＥＧデコーダ１２へ出力されると、ステップＳ６の判断結果が「ＹＥＳ」となり、読出回路１１の処理がステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、読出回路１１が内部に記憶されているモード番号をチェックする。そして、チェック結果がモード(1)・ワンショット再生であった場合は、読出回路１１の処理を終了する。この場合、ＦＩＦＯメモリ１５内の全データがＦＩＦＯメモリ１５から出力され、Ｄ／Ａ変換器１６によってアナログ楽音信号に変換されて図３のデータ伸張回路の全処理が終了する。
【００３５】
また、モード番号がモード(2)・ヘッドループ再生であった場合は、読出回路１１の処理がステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、読出回路１１がデータｎを「１」とし、そして、ステップＳ４の処理へ進む。以後、上述した場合と同様にして、フレーム１〜最終フレームが繰り返しデコードされる。
また、モード番号がモード(3)・途中ループ再生であった場合は、読出回路１１の処理がステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、読出回路１１がＲＯＭ６からループ用データを読み出し、ＡＤＰＣＭデコーダ１３へ出力する（ステップＳ１１）。ＡＤＰＣＭデコーダ１３は、そのデータをデコードし、ＦＩＦＯメモリ１５へ出力する。出力されたデータはＦＩＦＯメモリ１５に書き込まれる。これにより、最終フレームのデコード済みデータの次に、デコード済みのループ用データが書き込まれ、この結果、最終フレームが楽音信号に変換された後、ループ用データが楽音信号に変換され、これにより、図２に示すループ再生点Ｂと点Ｃとの間のデータに対応する楽音信号が生成される。
【００３６】
読出回路１１は、ステップＳ１１の処理の後、ステップＳ１においてヘッダＨから読み出したループ再生点Ｂが属するフレーム番号の次の番号「３」をデータｎに設定し（ステップＳ１２）、ステップＳ４へ戻る。以後、フレーム３〜最終フレームまで順次デコードされ、次いでループ用データがデコードされ、この動作が繰り返される。
【００３７】
このように、上記実施形態においては、予めビットストリームにループ用データが付属され、ループ再生時においてそのループ用データが再生される。一方、最終フレームのデコード後、ループ再生点Ｂのフレーム２ではなく、フレーム３がデコードされる。すなわち、最終フレームのデコード済みデータおよびループ用データのデコード済みデータが順次ＦＩＦＯメモリ１５から出力されている時、フレーム３がデコードされ、ＦＩＦＯメモリに書き込まれる。これにより、フレーム途中からのループ再生であっても、再生音がデコード時間不足のため途切れる恐れがない。
【００３８】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。図５は第２の実施形態において使用されるビットストリームを示す図であり、図に示すように、この実施形態においては、（ａ）、（ｂ）２形式のビットストリームが使用される。ビットストリーム（ａ）はＬＳＰ（ループスタートポイント）がフレームの先頭（図の例においてはフレーム２の先頭）、ＬＥＰ（ループエンドポイント）がフレームの途中（この例においてはフレーム４の途中）となっている。また、ビットストリーム（ｂ）はＬＳＰおよびＬＥＰが共にフレームの途中（図の例においてはフレーム１の途中およびフレーム４の途中）となっている。
【００３９】
また、ビットストリーム（ａ）の最後部には、ループエンドフレーム（図の例ではフレーム４）の先頭からＬＥＰまでの間に対応する圧縮前の楽音データがＡＤＰＣＭによって圧縮され、ループ用データＬＤ１として付加されている。また、ビットストリーム（ｂ）の最後部には、ループエンドフレーム（図の例ではフレーム４）の先頭からＬＥＰまでの間に対応する圧縮前の楽音データがＡＤＰＣＭによって圧縮され、ループ用データＬＤ１として付加され、それに続けて、ＬＳＰからループスタートフレーム（図の例ではフレーム１）の最後部までの間に対応する圧縮前の楽音データがＡＤＰＣＭによって圧縮され、ループ用データＬＤ２として付加されている。
【００４０】
次に、上述したビットフレームを伸張するデータ伸張回路の動作を図６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、データ伸張回路のブロック構成は図３と同一である。また、図６において、図４と同一の処理には同一のステップ符号を付してある。
再生処理がスタートすると、読出回路１１は、まず、前述したステップＳ１〜Ｓ５の処理を順次行う。ステップＳ５の処理が終了すると、ＭＰＥＧデコーダ１２は、フレーム１をデコードし、デコード済みのデータをＦＩＦＯメモリ１５に出力する。ＦＩＦＯメモリ１５はＭＰＥＧデコーダ１２から出力されるデータを順次記憶し、そして、フレーム１のデコード済みの全データを記憶した時点以降、内部のデータをサンプリングパルスｆｓのタイミングで順次Ｄ／Ａ変換器１６へ出力する。
【００４１】
読出回路１１は、ＭＰＥＧデコーダ１２への出力（ステップＳ５）が終了後、出力したフレームがループエンドフレーム（図５の例の場合、フレーム４）より１つ前のフレームであったか否かを、ステップＳ１において内部に記憶したヘッダ情報から判断する（ステップＳ６ａ）。そして、判断結果が「ＮＯ」の場合は、内部のデータｎをインクリメントし（ステップＳ７）、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、この場合、ｎ＝２であることから、ＲＯＭ６からフレーム２を読み出し、ＭＰＥＧデコーダ１２へ出力する（ステップＳ５）。なお、ＭＰＥＧデコーダ１２においてフレーム１のデコードが終了していない場合は、終了を待って出力する。
【００４２】
ＭＰＥＧデコーダ１２は、上記と同様に、フレーム２をデコードし、デコード済みのデータをＦＩＦＯメモリ１５に出力する。出力されたデータはＦＩＦＯメモリ１５に読み込まれる。ＦＩＦＯメモリ１５は、データ読み込みとは無関係に、内部のデータをファーストイン／ファーストアウト方式で順次出力する。
【００４３】
読出回路１１は、ステップＳ５の実行後、再び、ステップＳ６ａの判断を行い、判断結果が「ＮＯ」であることからステップＳ７を介してステップＳ４へ戻る。次いで、ステップＳ４、Ｓ５を実行し、フレーム３のデータをＭＰＥＧデコーダ１２へ出力した後、ステップＳ６ａへ進む。この場合、ステップＳ６ａの判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０ａへ進む。ステップＳ１０ａでは、ＲＯＭ６からループ用データＬＤ１を読み出し（ビットストリーム（ａ））、また、ループ用データＬＤ２が付加されている場合（ビットストリーム（ｂ））は同データＬＤ２も読み出す。次に、読み出したデータをＡＤＰＣＭデコーダ１３へ出力する（ステップＳ１１）。
【００４４】
ＡＤＰＣＭデコーダ１３は、そのデータをデコードし、ＦＩＦＯメモリ１５へ出力する。出力されたデータはＦＩＦＯメモリ１５に書き込まれる。これにより、フレーム３のデコード済みデータの次に、デコード済みのループ用データＬＤ１（およびＬＤ２）が書き込まれ、この結果、フレーム３が楽音信号に変換された後、ループ用データＬＤ１（およびＬＤ２）が楽音信号に変換される。これにより、ビットストリーム（ａ）の場合は、図５に示すフレーム４の先頭からＬＥＰまでの間のデータに対応する楽音信号が生成され、ビットストリーム（ｂ）の場合は、フレーム４の先頭からＬＥＰまでの間のデータに対応する楽音信号が生成された後、フレーム１のＬＳＰからフレーム１の最後部までの間のデータに対応する楽音信号が生成される。
【００４５】
読出回路１１は、ステップＳ１１の処理の後、ステップＳ１においてヘッダＨから読み出したループスタートフレーム番号（図５の例の場合、「２」）をデータｎに設定し（ステップＳ１２ａ）、ステップＳ４へ戻る。以後、上述した動作が繰り返される。
このように、上記第２の実施形態によれば、ＬＥＰがフレーム途中であった場合も、ループ再生のための圧縮データ量を大きく増やすことなくループ再生を行うことがが可能である。
【００４６】
なお、上記第１、第２の実施形態においては、ループ用データの圧縮方式としてＡＤＰＣＭを用いているが、これはＡＤＰＣＭに限るものではなく、デコードに遅延時間を必要としない圧縮方式であればどのような方式でもよく、また、無圧縮のデータを用いてもよい。無圧縮のデータを用いた場合は、読出回路１１から出力された無圧縮データが直接ＦＩＦＯメモリ１５に直接読み込まれる。
【００４７】
また、上記第１、第２の実施形態においては、ループ用データをビットストリームの最後部としているが、これは最後部に限るものではなく、他の位置でもよい。
また、ループ用データを用いるのではなく、ＬＳＰ、ＬＥＰが属するフレーム（図２においてはフレーム２、図５においては、フレーム１、４）を全てＡＤＰＣＭ等の方式で圧縮してもよい。この場合、そのフレームはワンショット再生やヘッドループ再生の場合も他のフレームと異なるデコーダでデコードが行われることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明は、ゲーム機やオーディオ機器等の音源の分野において用られる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の第１の実施形態によるデータ圧縮回路の構成を示すブロック図である。
【図２】同データ圧縮回路において作成されるビットストリームを示す図である。
【図３】この発明の実施形態によるデータ伸張回路の構成を示すブロック図である。
【図４】同データ伸張回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の第２の実施形態によるデータ圧縮方法によって作成されるビットストリームを示す図である。
【図６】図５に示すビットストリームを伸張するデータ伸張回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１…メモリ、２…読出回路、３…ＭＰＥＧエンコーダ、４…ＡＤＰＣＭエンコーダ、５…ビットストリーム生成回路、６…ＲＯＭ、１１…読出回路、１２…ＭＰＥＧデコーダ、１３…ＡＤＰＣＭデコーダ、１４…プリセットスイッチ、１５…ＦＩＦＯメモリ、１６…Ｄ／Ａ変換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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