(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル音声信号から得られるデジタル情報信号をデータ圧縮するデータ圧縮装置であって、このデジタル情報信号がｐビットサンプルを具え、ｐを１より大きい整数とし、この装置が、
前記デジタル情報信号を受信する手段と、
データ圧縮されたデジタル情報信号を得るために前記デジタル情報信号上でほとんど損失のない圧縮ステップを実行し、ホフマンタイプのエンコーダを具える損失のない圧縮手段と、
前記データ圧縮されたデジタル情報信号を発生させる出力手段とを具えるデータ圧縮装置において、前記ホフマンタイプのエンコーダを、コードパラメータｍによって識別可能なライスエンコーダとし、このライスエンコーダが、以下の式
0003987582.tif 000009
に従って前記デジタル情報信号のＮサンプルから前記コードパラメータを発生させる発生手段を具え、Ａ及びＢを定数とし、ｘ［ｎ］をＮサンプルのｎ番目のサンプルとし、Ｎを、０より大きい整数としたことを特徴とするデータ圧縮装置。
【請求項２】
前記発生手段を、前記デジタル情報信号のＮサンプルの次のフレームに対するコードパラメータを発生させるように適合させ、前記発生手段を、前記式に従って所定のフレームに対するコードパラメータを発生させるように適合させ、ｘ［ｎ］を、前記フレームのｎ番目のサンプルとし、Ｎを１より大きい整数としたことを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。
【請求項３】
ｍ＝ＬＭとし、この場合、
0003987582.tif 000010
とし、符号‘Ｌ’が、Ｍの値のＭより小さくＭに最も近い整数値への丸めを表すことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ圧縮装置。
【請求項４】
Ａ＝１及びＢ＝１としたことを特徴とする請求項１，２又は３記載のデータ圧縮装置。
【請求項５】
前記デジタル音声信号を受信する入力部を有する予測手段と、信号結合手段とを更に具え、この予測手段を、前記デジタル音声信号を受信するとともに前記デジタル音声信号の予測されたバージョンである出力信号を発生させるように適合させ、前記信号結合手段を、前記デジタル情報信号を得るとともに前記受信する手段に前記デジタル信号を供給するために前記音声信号及び音声信号の予測されたバージョンの減算を行うように適合させたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれかに記載のデータ圧縮装置。
【請求項６】
伝送媒体を通じてデータ圧縮されたデジタル情報信号を送信する送信機であって、請求項１から５のうちのいずれかに記載されたデータ圧縮装置と、前記伝送媒体に前記データ圧縮されたデジタル情報信号を供給する手段とを具えることを特徴とする送信機。
【請求項７】
記録担体上のトラックにデータ圧縮されたデジタル情報信号を記録する記録装置であって、請求項１から５のうちのいずれかに記載されたデータ圧縮装置と、前記記録担体上に前記データ圧縮されたデジタル情報信号を書き込む書込み手段とを具えることを特徴とする記録装置。
【請求項８】
前記記録装置が、前記記録担体上に前記データ圧縮されたデジタル情報信号を書き込む前に前記データ圧縮されたデジタル情報信号の誤り訂正符号化及び／又はチャネル符号化を行う誤り訂正符号化手段及び／又はチャネル符号化手段を更に具えることを特徴とする請求項７記載の記録装置。
【請求項９】
デジタル音声信号から得られるデータ圧縮されたデジタル情報信号をデータ拡張するデータ拡張装置であって、この装置が、
前記データ圧縮されたテジタル情報信号を受信する入力手段と、
前記デジタル情報信号のレプリカを得るために前記データ圧縮されたデジタル情報信号上でほとんど損失なくデータ拡張ステップを行い、ホフマンタイプのデコーダを具える損失のない拡張手段と、
前記デジタル情報信号のレプリカを発生させる出力手段とを具えるデータ拡張装置において、前記ホフマンタイプのエンコーダを、コードパラメータｍによって識別可能なライスエンコーダとし、このライスエンコーダが、以下の式
0003987582.tif 000011
に従って前記デジタル情報信号のＮサンプルから前記コードパラメータを発生させる発生手段を具え、Ａ及びＢを定数とし、ｘ［ｎ］をＮサンプルのｎ番目のサンプルとし、Ｎを、０より大きい整数としたことを特徴とするデータ拡張装置。
【請求項１０】
ｍ＝ＬＭとし、この場合、
0003987582.tif 000012
とし、符号‘Ｌ’が、Ｍの値のＭより小さくＭに最も近い整数値への丸めを表すことを特徴とする請求項９記載のデータ拡張装置。
【請求項１１】
Ａ＝１及びＢ＝１としたことを特徴とする請求項９又は１０記載のデータ拡張装置。
【請求項１２】
伝送媒体からデータ圧縮されたデジタル情報信号を受信する受信機であって、この受信機が、請求項９，１０又は１１記載のデータ拡張装置と、前記伝送媒体から前記データ圧縮されたデジタル情報信号を検索する手段とを具えることを特徴とする受信機。
【請求項１３】
記録担体上のトラックから前記データ圧縮されたデジタルデータ信号を再生する再生装置であって、請求項９，１０又は１１記載のデータ拡張装置と、前記記録担体から前記データ圧縮されたデジタル情報信号を読み出す読出し手段とを具えることを特徴とする再生装置。
【請求項１４】
前記再生装置が、前記データ圧縮されたデジタル情報信号をデータ拡張する前に前記データ圧縮されたデジタル情報信号のチャネル復号化及び／又は誤り訂正を行うチャネル復号化手段及び／又は誤り訂正手段を更に具えることを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１５】
デジタル音声信号から得られたデジタル情報信号をデータ圧縮するデータ圧縮方法であって、このデジタル情報信号がｐビットサンプルを具え、ｐを１より大きい整数とし、
デジタル情報信号を受信するステップと、
データ圧縮されたデジタル情報信号を得るために前記デジタル情報信号上でほとんど損失のない圧縮ステップを実行し、ホフマンタイプの符号化ステップを具えるステップと、
前記データ圧縮されたデジタル情報信号を発生させるステップとを具えるデータ圧縮方法において、前記ホフマンタイプの符号化ステップを、コードパラメータｍによって識別可能なライスエンコーダを用いた符号化ステップとし、このライスエンコーダが、以下の式
0003987582.tif 000013
に従って前記デジタル情報信号のＮサンプルから前記コードパラメータを発生させる発生手段を具え、Ａ及びＢを定数とし、ｘ［ｎ］をＮサンプルのｎ番目のサンプルとし、Ｎを、０より大きい整数としたことを特徴とするデータ圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、デジタル音声信号から得られるデジタル情報信号をデータ圧縮するデータ圧縮装置であって、このデジタル情報信号がｐビットサンプルを具え、ｐを１より大きい整数とし、この装置が、
前記デジタル情報信号を受信する手段と、
データ圧縮されたデジタル情報信号を得るために前記デジタル情報信号上でほとんど損失のない圧縮ステップを実行し、ホフマンタイプのエンコーダを具える損失のない圧縮手段と、
前記データ圧縮されたデジタル情報信号を発生させる出力手段とを具えるデータ圧縮装置と、
デジタル音声信号から得られるデータ圧縮されたデジタル情報信号をデータ拡張するデータ拡張装置であって、この装置が、
前記データ圧縮されたデジタル情報信号を受信する入力手段と、
前記デジタル情報信号のレプリカを得るために前記データ圧縮されたデジタル情報信号上でほとんど損失なくデータ拡張ステップを行い、ホフマンタイプのデコーダを具える損失のない拡張手段と、
前記デジタル情報信号のレプリカを発生させる出力手段とを具えるデータ拡張装置と、
データ圧縮装置を具える送信機と、
データ拡張装置を具える受信機と、
デジタル情報信号をデータ圧縮する方法とに関するものである。
ホフマンタイプのエンコーダ及びデコーダが従来既知である。これに関して、この明細書の最後で見つけることができる関連文献のリストの文献Ｄ１の１９５２年９月に刊行されたIRE,-Vol.40（10）のD.A.Huffmanによる‘A method for the constructlon of mimun-redundancy codes’参照されたい。
ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に対して、書込み時に、ＤＶＤ音声（DVD Audio）と称する音声専用アプリケーションが検討中である。複数のチャネル、サンプリング周波数、サンプルごとのビット数及び再生時間に対する音声コミュニティからの全ての要求を満足させる場合、高性能のＤＶＤでも十分でない。
本発明の目的は、デジタル音声信号のデータ圧縮及び拡張に非常に適切なデータ圧縮装置及びデータ拡張装置を提供することである。
本発明によるデータ圧縮装置は、前記ホフマンタイプのエンコーダを、コードパラメータｍによって識別可能なライスエンコーダとし、このライスエンコーダが、以下の式
0003987582.tif 000002
に従って前記デジタル情報信号のＮサンプルから前記コードパラメータを発生させる発生手段を具え、Ａ及びＢを定数とし、ｘ［ｎ］をＮサンプルのｎ番目のサンプルとし、Ｎを、０より大きい整数としたことを特徴とするものである。さらに、デジタル音声信号から得られるデータ圧縮されたデジタル情報信号をデータ拡張するデータ拡張装置であって、この装置が、
前記データ圧縮されたデジタル情報信号を受信する入力手段と、
前記デジタル情報信号のレプリカを得るために前記データ圧縮されたデジタル情報信号上でほとんど損失なくデータ拡張ステップを行い、ホフマンタイプのデコーダを具える損失のな拡張手段と、
前記デジタル情報信号のレプリカを発生させる出力手段とを具えるデータ拡張装置において、前記ホフマンタイプのエンコーダを、コードパラメータｍによって識別可能なライスエンコーダとし、このライスエンコーダが、以下の式
0003987582.tif 000003
に従って前記デジタル情報信号のＮサンプルから前記コードパラメータを発生させる発生手段を具え、Ａ及びＢを定数とし、ｘ［ｎ］をＮサンプルのｎ番目のサンプルとし、Ｎを、０より大きい整数としたことを特徴とするものである。本発明は以下の認識に基づくものである。
複数の相違するフォーマットがＤＶＤ音声に対して提案され、これらは全て、消費者、コンテントプロバイダ（content provider）、装置製造者等による要望のセットを満足することを要求する。大抵の提案は、現在のＣＤパラメータを増大させること、すなわち、より高いサンプリング速度、増大した分解能及びより多くのチャネルを増大させることがである。提案されたＤＶＤ音声フォーマットの全てに対する共通の制限は、現在のＣＤ音声の少なくとも再生時間に対する制限であり、この再生時間は約７５分であり、実際には、損失の多い圧縮は高品質の音声に対して許容されない。規格化された他の要求は、２チャネルステレオ再生装置を有する人々及び５チャネル再生装置を有する人々に適合することであり、２チャネル信号と５チャネル信号の両方が利用できるようにする必要がある。一般にこれら二つの混成が多数のチャネルのスタジオで行われるので、ステレオ信号は必ずしもマルチチャネル信号のダウンミックス（down-mix）とならない。したがって、マトリックス化は５チャネル混成から２チャネル混成を検索するオプションではない。その結果、合計２＋５＝７個の個別のチャネルが必要となる。
これら信号をＤＶＤ上に記憶させるために、十分な再生時間のままでビット速度を減少させる必要がある。
損失のない符号化によって、任意の方法で音声品質を両立させることなく必要なビットレートの減少を行うことができる。重要な要求セット、はＤＶＤ上で編集可能にすることである。これは、損失のないデコーダが予め規定されたグリッド上の任意の位置で、すなわち、以前のデータを復号化する必要なく復号化を開始することができる必要がある。最後に、デコーダがＤＶＤプレーヤごとに存在するので、デコーダをあまり複雑にしなくする必要がある。
例えばＤＶＤ音声に対して要求される圧縮比を実現することができる損失のない音声符号化形態が提案されている。
損失のない符号化は、テキストファイルやコンピュータプログラムデータのようなデータに対して要求される記憶容量を減少させる技術である。復号化後、圧縮されたデータは完全に再構成される。ＰＣＭ音声信号に適用する場合、“LempelZiv”，“pkzip”，“compress”及び“pack”のような既知のテキスト及びデータ圧縮プログラム及び技術の結果、比較的小さい圧縮比となる。
ＰＣＭ音声信号の特徴は、音声をＰＣＭ（マルチビット）サンプルのシーケンスとして表していることであり、これによって、個別のビット又はバイトの代わりにより有効にＰＣＭサンプルを処理することができる。連続的なＰＣＭサンプル間に依存関係がある。向上した損失のない音声符号化アルゴリズムを調査した結果、圧縮比がより高くなる。
一般に、損失のない音声コーダを、二つの基本動作、すなわち、予測による「ソースモデル化」及びエントロピー符号化に分割することができる。
ソースモデル化を音声信号に適用して、エントロピーコーダの符号化に適切な音声信号の差を取り出す。差信号は、エントロピー符号化によって圧縮されたデータとなる。この結果、チャネルを横切って伝送される可変速度のビットストリームとなる。ビットストリームは、ソースモデルパラメータ及び他の情報も有する。
デコーダにおいて、元の入力信号は、エントロピー復号化及びソース合成によって再構成される。
エンコーダの目的は、最大データ圧縮比を実現するためにデータ圧縮を最適化することである。デコーダ側での試みは、複雑さを最小にすることである。
本発明の一例において、信号の短期間の（疑似的な）変動のない状態を、数フレーム中で信号を分析し及び処理することによってデータ圧縮ステップで利用する。このような疑似的な変動のない状態の期間を２５ｍｓの目安とする。フレーム中で信号を処理する利点は、これらフレームを編集可能な別個のブロックとして見ることができる点である。実際には、音声信号の統計的な特性が変動し、したがって、最適なフレーム長も変動する。しかしながら、容易に処理するために、フレーム長を一定に選択する。
フレーム長を、例えば、４４．１ｋＨｚに対して１０２４サンプルに設定することができ、これは２３ｍｓに対応する。これは、編集能力とパフォーマンスとの間で良好なバランスとなる。短いフレーム長に対して、圧縮パフォーマンスが減少し、長いフレーム長に対して、編集能力が実際的でなくなる。
他の例において、フレーム化が行われないが、サンプルのデータ圧縮が、データ圧縮すべき情報信号の以前のＮサンプルによって決定される。
イントラーチャネル予測としても既知の線形予測符号化を適用して、音声信号の連続的なサンプル間の線形的な依存関係を除去する。一般的な線形予測形態において、差信号ｘ［ｎ］を、音声信号から音声信号の予測を除算することによって構成する。音声信号の現在のサンプルの予測は、音声信号の以前のサンプルに基づくものである。
最終的には、可変長の符号化によって、信号ｘ［ｎ］から冗長を除去する。この全プロセス中でも情報が消失しない。エントロピー符号化に当たり利用できる多数の方法がある。本発明によれば、デコーダの複雑さを小さくするために、ホフマンのようなコードを用いる。
一つのパラメータｍによって識別することができるので、ライスコードがホフマンコードのサブセットを保証することがわかった。ライスコードの説明に対して、関連文献のリストの文献Ｄ２を参照されたい。ライスコードは、ラプラシアン密度分布（ＰＤＦ）に対しては実質的にはホフマンコードとなる。
0003987582.tif 000004
これは、実際の差信号ｘ［ｎ］に対して良好な近似となる。ラプラシアンＰＤＦは、一つのパラメータσのみによってｐ（Ｘ）に整合される。
差信号ｘ［ｎ］のサンプルワードから得られるライスコードワードは四つの部分からなる。第１の部分を、サンプルの符号を表す単一ビットとする。第２の部分は、サンプルの絶対値のｍの非重要ビット（ＬＳＢ）からなる。第３の部分を、ｍＬＳＢのないサンプルの単一表示とする。最終部分を、単一表示に対する単一ビット区切り文字とする。
上記第１例において、ｍの値を、以下の式によってＮサンプルの各フレームに対して最適にする。
0003987582.tif 000005
この場合、Ａ及びＢを定数とし、ｘ［ｎ］をＮサンプルのｎ番目のサンプルとし、Ｎを０より大きい整数とする。
好適には、Ａ＝１及びＢ＝１とし、ｍ＝ＬＭとし、この場合、
0003987582.tif 000006
とし、符号‘Ｌ’が、Ｍの値のＭより小さくＭに最も近い整数値への丸めを表す。
ライスコードワードの符号化が容易となり、演算をほとんど必要としない。符号ビット及びmのＬＳＢが直接利用できる。残りの部分を、区切りのあるビットの前の零の値のビットの数を単に計数することによって再構成することができる。
本発明のこれら及び他の態様を、添付図面を用いて実施の形態を参照して説明する。
図１は、本発明によるデータ圧縮装置の一実施の形態を示す。この装置は、例えば４４．１ｋＨｚでサンプリングされたデジタル音声信号のｐビットサンプルを受信する入力端子１を有する。この装置は、従来既知の予測ユニット２を有し、この予測ユニット２は、入力端子に１結合した入力部４と、出力部６とを有する。予測ユニット２の出力部６を、信号結合ユニット１０の入力部８に結合し、この信号結合ユニット１０は、入力端子１に結合した第２入力部１２と、出力部１４とを有する。出力部１４を、データ圧縮ユニット１８の入力部である端子１６に結合する。データ圧縮ユニット１８の出力部２０を装置の出力端子２２に結合する。
予測ユニット２を、その入力部４に供給されるデジタル音声信号の予測される変形（version）を発生させるとともにこの予測される変形を出力部６に供給するように適合させる。信号結合ユニット１０を、その入力部１２に適合させる音声信号及びその入力部８に供給される音声信号の変形の減算を行うように適合させて、出力部１４に供給される差出力信号を得る。結合ユニット１０の出力部１４に存在する出力信号は、入力部１２に供給されるデジタル音声信号と入力部８に供給される音声信号の予測される変形との間の誤差を表す。デジタル音声信号のサンプル及びデジタル音声信号の予測される変形のサンプルが同一極性で結合ユニット１０に供給されると、結合ユニット１０は減算ユニットの形態をとる。しかしながら、デジタル音声信号のサンプル及びデジタル音声信号の予測される変形のサンプルが互いに逆の極性である場合、結合ユニット１０は加算ユニットの形態をとる。
一般に、予測ユニット２及び結合ユニット１０によって、デジタル音声信号の振幅分布の分散が減少することがいえる。一例として、図２の曲線２５は、入力部１に供給されたデジタル音声信号の振幅分布を示し、それに対して、曲線２７は、端子１６に存在する差信号の振幅分布を示す。
曲線２７に対応する振幅分布を有する信号は、ホフマンタイプのデータ圧縮ユニット１８によって非常に有効に符号化される。より詳細には、更に有効な符号化さえも、ライスエンコーダ（Rice encoder）の形態の圧縮ユニット１８によって実現することができる。ライスエンコーダ１６は、データ圧縮器２８及びパラメータｍを決定する発生ユニット３０を有し、ｍはデータ圧縮器２８に供給されて、入力部１６に供給される信号の符号化をイネーブルする。
ライスエンコーダ１８の作用は次の通りである。パラメータｍを、入力部１６に供給される情報信号のＮサンプルの最重要“１”ビットの平均位置を表す値とする。ｍの値が３に等しいと仮定すると、入力部１６に供給される情報信号の１６ビットサンプルをライスエンコーダで符号化する必要がある。データ圧縮器２８での１６ビットサンプルの符号化を、１６ビットサンプルのうち（ｍ＝）３の非重要ビットを個取り出すことによって実現することができる。残りの１３ビットワードに対応する１０進値は、‘１’ビット及び符号ビットに続くｍの非重要ビットに加算すべき‘零’の数に等しく、符号ビットは、サンプルの極性を表す。
一例として、１６ビットサンプルが１９の１０進値を有すると仮定する。したがって、このサンプルは、‘００００．．．０１００１１’に等しい。ｍ＝３では、ビット０１１がサンプルから検索される。残りの１３ビットワードは、‘００００．．．０１０’に等しく、これら１０進値２に等しい。二つの‘零’を加えた結果、‘１’ビットが続く。更に、ビットシーケンスを得る前に‘符号’ビットが加えられる。結果的に得られるデータ圧縮サンプルは、‘？０１１００１’に等しく、この場合、？符号は符号ビットを表す。その結果、１６ビットサンプルは７ビットワードに圧縮される。
データ圧縮されたサンプルをデータ拡張するために、値ｍを知ることが要求され、その結果値ｍも送信する必要がある。
しかしながら、常に値ｍを送信する必要がなく、すなわち、圧縮すべきサンプルに先行するＮサンプルからｍを取り出す状況では値ｍを送信する必要がない。これを明細書中で後に明らかにする。
パラメータｍに対する値の導出を以後説明する。発生ユニット３０は、入力部１６に供給されたＮサンプルを受信し、以下の式を用いてｍに対する値を導出する。
0003987582.tif 000007
この場合、Ａ及びＢを定数とし、ｘ［ｎ］をＮサンプルのｎ番目のサンプルとし、Ｎを１より大きい整数とする。
より詳細には、ｍ＝ＬＭとすると、
0003987582.tif 000008
となり、符号‘Ｌ’が、Ｍの値のＭより小さくＭに最も近い整数値への丸めを表す。他の実施の形態において、Ｍより大きくＭに最も近い整数の値に丸められたＭを有することができる。しかしながら、これは、圧縮器２８で実現される低データ圧縮比を意味する。
あるオプションにおいて、サンプルを符号化（データ圧縮）する際の値ｍを、変換すべきサンプルに先行するＮサンプルから取り出すことができる。このオプションにおいて、最初のＮサンプルの符号化は特別な処理を必要とする。一例として、第１のサンプルを符号化する際にＮが１０に等しいと仮定すると、ｍを、予め決定された値、例えば、ｐ又はｐ／２に等しく選択することができる。第２のサンプルを符号化するに当たり、ｍを、Ｎ＝１に対する上記式と第１サンプル値とを用いて得ることができる。第３のサンプルを符号化するに当たり、ｍを、Ｎ＝２に対する上記式と第１及び第２のサンプル値とを用いて得ることができ、最終的には、１１番目のサンプルを符号化するに当たり、Ｎ＝１０に対する上記式と以前の１０個のサンプル値を用いてｍを得ることができる。
このオプションにおいて、後にこのようなライスデコーダを説明する際に明らかにするように、ｍ値を対応するライスデコーダに送信する必要がない。
第２のオプションにおいて、発生ユニット３０を、上記式の一つで示したように、デジタル情報信号のＮサンプルの次のフレームに対するコードパラメータｍを発生させるのに適合させる。圧縮器２８は、そのフレームに対して得られたｍ値に基づいてＮサンプルのフレームを符号化する。このオプションにおいて、元の情報信号のレプリカを得るために、ライスデコーダに対応するそのフレームのデータ圧縮サンプルとともに各フレームに対するｍの値を伝送して、データ圧縮情報信号の復号化ができるようにすることが要求される。
好適な実施の形態において、Ａ及びＢを１に等しく選択する。
説明したような情報信号の符号化によって、従来のライスエンコーダに比べてパラメータｍをより簡単に取り出すことができるとともにパフォーマンスがやや良くなる。
図３は、記録装置への図１のデータ圧縮装置の統合を示す。記録装置は、記録担体３２上のトラックにデータ圧縮情報信号を書き込む書込みユニット３５を更に具える。本例では、記録担体３２を磁気記録担体とし、その結果、書込みユニット３５は、記録担体３２にデータ圧縮情報信号を書き込む少なくとも一つの磁気ヘッド３４を具える。しかしながら、記録担体を、ＣＤ又はＤＶＤのような光学的な記録担体とすることができる。
図４は、伝送媒体ＴＲＭを通じて音声信号を送信する送信機の一例を示し、これは、図１に図示したデータ圧縮装置を具える。送信機は、データ圧縮情報信号を伝送媒体ＴＲＭに供給する送信ユニット４０を更に具える。送信ユニット４０はアンテナ４２を具えることができる。
無線周波数リンク又は記録担体のような伝送媒体を通じた伝送は、一般に、送信すべきデータ圧縮情報信号上で行われる誤り訂正符号化及びチャネル符号化を必要とする。図５は、図３の記録装置に対する差信号上で行われるこのような信号処理ステップを示す。したがって、図５の記録装置は、従来既知の誤り訂正エンコーダ５０及びチャネルエンコーダ５２を具える。
図６は、本発明によるデータ拡張装置の一実施の形態を示す。装置は、データ圧縮情報信号のデータ圧縮ワードを受信する入力端子５５を有する。入力端子５５を、ホフマンタイプのデータ拡張ユニット５８の入力部に結合する。より詳細には、拡張ユニット５８をライスデコーダの形態とする。ライスデコーダ５８は、データ拡張器６０及びパラメータｍを決定する発生ユニット６２を有し、ｍはデータ拡張器６０に供給されて、入力部５５に供給される信号の復号化をイネーブルする。ライスデコーダ５８は、その出力部６４で情報信号のレプリカを発生させ、出力部６４を、信号結合ユニット６８の第１入力部６６に結合する。信号結合ユニット６８の出力部を、従来既知の予測ユニット５７の入力部に結合する。予測ユニット５７の出力部を、出力端子６９及び結合ユニット６８の第２入力部６７に結合する。結合ユニット６８及び予測ユニット５７の作用は既知であり、入力部６６に供給される情報信号に応答し、その情報信号を、図１の装置の結合ユニット１０の出力部１４に存在する差信号のレプリカとし、元の音声信号のレプリカを出力端子６９で得る。
ライスデコーダ５８の作用を以下説明する。発生ユニット６２は、図１のライスエンコーダの発生ユニット３０と同一であり、したがって、図１の発生ユニット３０と同様にして、以前に復号化され、情報信号のＮサンプルからデータ圧縮された情報信号のサンプルの復号化の際にパラメータｍを取り出す。
端子５５に供給されるデータ圧縮入力信号のデータ圧縮サンプルのデータエクスパンダのデータ拡張は、上記例で示したように１６ビット音声サンプルを得るために次のようにして実現される。既に得たデータ圧縮ワード‘？０１１００１’を用いる。この場合、ｍを３に等しくする。データエクスパンダ６０は、符号ビット‘？’に続くデータ圧縮ワードの最初の３ビット‘０１１’を検索する。
これら３ビットは、再変換された１６ビットサンプルの三つの非重要ビットである。残りのワード‘００１’の二つの「零」ビットは、三つの非重要ビットを取り出した後に音声サンプルの残りの１３ビットワードが２の十進値を有することを表し、その結果１３ビットワードは‘００００．．．１０’となる。したがって、再変換された１６ビット音声サンプルは‘００００．．．１００１１’に等しくなる。この場合、‘？’ビットはサンプルの極性を表す。
データ拡張を開始すると、以前に再変換された音声サンプルからｍに対する値を取り出すことができない。したがって、データエクスパンダ６０から第１の再変換されたサンプルを得るに当たり、ｍを、予め設定された値、すなわちｐ又はｐ／２に等しく選択する。第２のサンプルを復号化（再変換／データ拡張）するに当たり、Ｎ＝１に対する上記式及び第１の再変換されたサンプル値を用いてｍを得ることができる。第３のサンプルを復号化するに当たり、Ｎ＝２に対する上記式及び第１及び第２の再変換されたサンプル値を用いてｍを得ることができ、１１番目のサンプルを復号化するに当たり、Ｎ＝１０に対する上記式及び以前の１０個の再変換したサンプル値を用いることができる。
第２のオプションにおいて、データ圧縮装置に対して既に説明したように、データ拡張装置は、伝送媒体から受信したｍ値を用いてデータ圧縮サンプルのブロックを復号化する。
図７は、再生装置と協同した図６のデータ拡張装置を示す。再生装置は更に、記録担体５２上のトラックからデータ圧縮上記信号を読み出す読出しユニット７０を具える。本例では、記録担体３２を磁気記録担体とし、その結果、読出しユニット７０は、記録担体３２からデータ圧縮情報信号を読み出す少なくとも一つの磁気ヘッド７２を具える。しかしながら、記録担体を、ＣＤやＤＶＤのような光学的な記録担体とすることができる。
図８は、図６に図示したようなデータ拡張装置を具える、伝送媒体ＴＲＭを通じて音声信号を受信する受信機の一例を示す。この受信機は更に、伝送媒体ＴＲＭからデータ圧縮信号を受信する受信有する７５を具える。受信ユニット７５はアンテナ７７を具えることができる。
既に説明したように、無線周波数リンクや記録担体のような伝送媒体を通じた伝送は、一般に送信すべきデータ圧縮情報上で実行される誤り訂正符号化及びチャネル符号化を必要とし、その結果、対応するチャネル復号化及び誤り訂正を受信の際に実行することができる。図９は、図７の再生装置に対する読出し手段７０によって受信された受信信号上で実行されるチャネル復号化及び誤り訂正の信号処理ステップを示す。したがって、図９の再生装置は、元の音声信号のレプリカを得るために従来既知のチャネルデコーダ８０及び誤り訂正ユニット８２を具える。
本発明を好適な実施の形態を参照して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではないことを理解すべきである。したがって、請求の範囲で規定したような本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形が当業者には明らかとなる。
さらに、本発明は、新規な特徴又はこれらの組合せにある。
関連文献
（Ｄ１）１９５２年９月に刊行されたIRE,-Vol.40（10）のD.A.Huffmanによる’Amethod for the construction of minimun-redundancy codes’
（Ｄ２）１９７１年に刊行されたIEEE Trans on CT,Vol 16（9）の889〜897頁のR.F.Rice等による‘Adaptive variable-length coding for efficient compression of spacecraft television data’
【図面の簡単な説明】
図１は、データ圧縮装置の実施の形態を示す。
図２は、広帯域デジタル音声信号及び予測後の広帯域デジタル音声信号から音声信号を減算することによって得られた差信号に対する振幅の関数としての信号のサンプルの発生の可能性を示す。
図３は、記録担体上のデータ圧縮された上記信号を記録する記録装置と協同した図１のデータ圧縮装置を示す。
図４は、伝送媒体を通じてデータ圧縮されたデジタル情報信号を送信する送信装置と協同したデータ圧縮装置を示す。
図５は、誤り訂正エンコーダ及びチャネルエンコーダを更に設けた記録装置の他の実施の形態を示す。
図６は、データ圧縮されたデジタル情報信号を元の情報信号のレプリカに再変換するデータ拡張装置の一実施の形態を示す。
図７は、記録担体からデータ圧縮されたデジタル情報信号を再生する再生装置と協同した図６のデータ拡張装置を示す。
図８は、伝送媒体からデータ圧縮されたデジタル情報信号を受信する受信装置と協同した図６のデータ拡張装置を示す。
図９は、チャネルデコーダ及び誤り訂正ユニットを更に設けた再生装置の他の実施の形態を示す。
【図１】
0003987582.tif 000014
【図２】
0003987582.tif 000015
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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