(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号サンプルを含む１つ又はそれ以上の入力信号チャンネルのエンコーダであって、
前記入力信号チャンネルにフィルタバンクを用いることによって、各々が該入力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドを表す複数のサブバンド信号から成るサブバンド信号ブロックを発生させる分割帯域装置（１０２、３０２）と、
１つ又はそれ以上のサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる位取り装置（１０４、３０４）であって、前記位取りされた表現の各々が１つ又はそれ以上の位取りされた値と関連する位取り因数からなり、前記位取り装置が、前記位取り因数と基数値又は他の位取り因数との間の差の大きさを制限するために、該位取りされた表現のそれぞれの１つにおいて、符号化された信号の情報要件が低減されるように前記位取り因数の値及び前記位取りされた値を調節する装置を含む位取り装置と、
１つ又はそれ以上の前記位取り因数の微分符号化された表現を発生させる微分装置（１０６、３０６）と、
前記位取りされた値及び該位取り因数を表す位取り因数情報を含む符号化された信号を発生させるフォーマット装置（１０８、３０８）と、から成るエンコーダ。
【請求項２】
前記フィルタバンク（１０２、３０２）が、１つ又はそれ以上の離散変換器で実行される、請求項１のエンコーダ。
【請求項３】
前記フィルタバンク（１０２、３０２）が、デジタル帯域濾波フィルタバンクで実行される、請求項１のエンコーダ。
【請求項４】
前記サブバンド信号の各々が入力信号の前記チャンネル（１００、３００）のそれぞれの１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項１乃至３のいずれか１つのエンコーダ。
【請求項５】
前記サブバンドの少なくとも１つが、入力信号の前記チャンネル（１００、３００）の２つ又はそれ以上のそれぞれの周波数サブバンドの合成物を表す、請求項１乃至３のいずれか１つのエンコーダ。
【請求項６】
各位取り因数が、単一の位取りされた値と関連する、請求項１乃至５のいずれか１つのエンコーダ。
【請求項７】
各種の符号化モードを用いた結果として得られる前記符号化された信号の情報要件を決定し、次いで最大の情報要件低減を達成するモードに適応的に転換する装置をさらに含み、前記符号化モードには、前記大きさを制限する各種の範囲及びそれぞれの位取り因数と関連する各種の位取りされた値が含まれる、請求項１乃至５のいずれか１つのエンコーダ。
【請求項８】
前記位取り装置（１０４、３０４）が、
前記サブバンドブロックのサブバンド信号に相当する１組の仮の位取り因数を発生させる装置と、
先の組の位取り因数を記憶する装置と、
位取りされた表現を発生させるために、前記仮の組みの位取り因数を用いた結果と、前記先の組みのそれぞれの位取り因数を用いた結果とを比較する装置と、
前記仮の組みのそれぞれの位取り因数の使用の方が、前記先の組から選択された位取り因数の使用より、前記符号化された信号の情報要件を高くすることに帰着する場合には、前記先の組から位取り因数を選択し、さもなければ前記仮の組から位取り因数を選択する装置とから成り、前記位取り装置（１０４、３０４）は、前記選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させ、前記符号化された信号には、前記先の組からどの位取り因数が選択されるかの表示が含まれる、請求項１乃至７のいずれか１つのエンコーダ。
【請求項９】
前記分割帯域装置（１０２、３０２）が、
入力信号の前記チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が複数のサブバンド信号からなる１つ又はそれ以上の追加のサブバンド信号ブロックを発生させる装置をさらに含み、ここで前記サブバンド信号ブロック及び前記１つ又はそれ以上の追加のサブバンド信号ブロックは、一フレームのブロックを構成し、前記位取り装置（１０４、３０４）は、選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させ、該位取り装置は、
前記フレームブロックの各ブロックに対して１組ずつ仮の位取り因数の組みを設定する装置と、
前記組の仮の位取り因数を分析し、それに応答して１組のフレーム位取り因数を設定する装置と、
位取りされた表現を発生させるために、前記フレームブロックの各ブロックにつき、前記フレーム位取り因数を用いた結果と、それぞれの仮の位取り因数を用いた結果とを比較する装置と、
前記フレーム位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を低くすることに帰着する場合には、前記フレーム位取り因数を選択し、さもなければそれぞれの仮の位取り因数を選択する装置と、
前記選択装置によって選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させる装置とから成り、前記符号化された信号は、
サブバンド信号ブロックに相当する前記符号化された信号の各部分のそれぞれの仮の位取り因数の微分符号化された表現であって、それぞれの仮の位取り因数を用いて該サブバンド信号ブロックから位取りされた表現が発生した、微分符号化された表現と、
前記フレームブロックに相当する前記符号化された信号の一部分の前記フレーム位取り因数の微分符号化された表現であって、前記フレーム位取り因数を用いて前記フレームブロックから位取りされた表現が最初に発生していた、微分符号化された表現と、
前記ブロックフレーム内の１つ又はそれ以上の他のブロックに相当する前記符号化された信号の各部分の前記フレーム位取り因数を再利用する表示であって、前記フレーム位取り因数を用いて符号化された表現が発生していた、再利用表示とを含む、請求項１乃至８のいずれか１つのエンコーダ。
【請求項１０】
前記位取りされた表現が、指数及び仮数から成る浮動小数点表現であって、前記位取り因数が指数に相当し、前記位取りされた値が仮数に相当する、請求項１乃至９のいずれか１つのエンコーダ。
【請求項１１】
信号サンプルを含む１つ又はそれ以上の入力信号チャンネルの符号化方法であって、
前記入力信号チャンネルにフィルタバンクを用いることによって、各々が該入力信号チャンネルのそれぞれの周波数サブバンドを表す、複数のサブバンド信号から成るサブバンド信号ブロックを発生させ、
１つ又はそれ以上のサブバンド信号の位取りされた表現を発生させ、前記位取りされた表現の各々が位取り因数及び１つ又はそれ以上の位取りされた値を含むようにさせ、位取り表現を発生させる段階が、前記位取り因数と基数値又は他の位取り因数との間の差の大きさを制限するために、符号化された信号の情報要件が低減されるように、前記位取り因数の値及び前記位取りされた表現のそれぞれの１つの前記位取りされた値を調節することを含むようにし、
１つ又はそれ以上の前記位取り因数の微分符号化された表現を発生させ、
前記位取りされた値及び前記微分符号化された表現を発生させることから成る符号化方法。
【請求項１２】
前記フィルタバンク（１０２、３０２）が、１つ又はそれ以上の離散変換器で実行される、請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記フィルタバンク（１０２、３０２）が、デジタル帯域濾波フィルタバンクで実行される、請求項１１の方法。
【請求項１４】
前記サブバンドの各々が、入力信号の前記チャンネル（１００、３００）のそれぞれ１つのそれぞれの周波数サブバンドを表す、請求項１１乃至１３のいずれか１つの方法。
【請求項１５】
前記サブバンドの少なくとも１つが、入力信号の前記チャンネル（１００、３００）の２つ又はそれ以上のそれぞれの周波数サブバンドの合成物を表す、請求項１１乃至１３のいずれ１つによる２つ又はそれ以上の入力信号チャンネル符号化方法。
【請求項１６】
各位取り因数が単一の位取りされた値と関連する、請求項１１乃至１５のいずれか１つによる符号化方法。
【請求項１７】
各種の符号化モードを用いた結果として生じる前記符号化された信号の情報要件を決定し、次いで最大の情報要件低減を達成するモードに適応的に転換することをさらに含み、前記符号化モードには、前記大きさを制限する各種の範囲及びそれぞれの位取り因数と関連する各種の位取りされた値が含まれる、請求項１１乃至１５のいずれか１つの方法。
【請求項１８】
前記位取りされた表現を発生させる段階が、
前記サブバンドブロックのサブバンド信号に相当する仮の１組の位取り因数を発生させ、
先の組の位取り因数を記憶し、
前記仮の組の位取り因数を用いた結果と前記先の組みのそれぞれの位取り因数を用いた結果とを比較し、位取りされた表現を発生させるようにし、
前記仮の組のそれぞれの位取り因数の使用の方が、前記先の組から選択された位取り因数の使用より、前記符号化された信号の情報要件を高くすることに帰着する場合には、前記先の組から位取り因数を選択し、さもなければ前記仮の組から位取り因数を選択することから成り、
前記位取りされた表現が前記選択された位取り因数を用い、前記符号化された信号には、前記先の組から選択される位取り因数の表示が含まれる、請求項１１乃至１７のいずれか１つの方法。
【請求項１９】
前記サブバンド信号ブロックを発生させる段階が、
入力信号の前記チャンネルにフィルタバンクを適用することによって、各々が複数のサブバンド信号を含む１つ又はそれ以上の追加のサブバンド信号ブロックを発生させ、前記サブバンド信号ブロック及び前記１つ又はそれ以上の追加のサブバンド信号ブロックが、一フレームのブロックを構成するようにし、
位取りされた表現を発生させる前記段階が、選択された位取り因数を用いて前記位取りされた表現を発生させ、前記発生段階が、
前記フレームブロックの各ブロックにつき１組ずつ仮の位取り因数の組を設定し、
前記組の仮の位取り因数を分析し、それに応答して１組のフレーム位取り因数を設定し、
位取りされた表現を発生させるために、前記フレームブロックの各ブロックにつき、前記フレーム位取り因数を用いた結果と、それぞれの仮の位取り因数を用いた結果とを比較し、
前記フレームブロックの各ブロックにつき、前記フレーム位取り因数の使用が前記符号化された信号の情報要件を低くすることに帰着する場合には、前記フレーム位取り要因を選択し、さもなければそれぞれの仮の位取り因数を選択し、
前記選択によって選択されたそれぞれ仮の要因を用いて前記位取りされた表現を発生させることを含み、前記符号化された信号が、
サブバンド信号ブロックに相当する前記符号化された信号の各部分のそれぞれの仮の位取り因数の微分符号化された表現であって、それぞれの仮の位取り因数を用いて該サブバンド信号ブロックから位取りされた表現が発生した、微分符号化された表現と、
前記フレームブロックに相当する前記符号化された信号の一部分の前記フレーム位取り因数の微分符号化された表現であって、前記フレーム位取り因数を用いて前記フレームブロックから位取りされた表現が最初に発生していた、微分符号化された表現と、
前記ブロックフレーム内の１つ又はそれ以上の他のブロックに相当する前記符号化された信号の各部分の前記フレーム位取り因数を再利用する表示であって、前記フレーム位取り因数を用いて符号化された表現が発生していた、再利用表示とから成る、請求項１１乃至１８のいずれか１つの方法。
【請求項２０】
前記位取りされた表現が、指数及び仮を含む数浮動小数点表現であり、前記位取り因数が指数に相当し、前記位取りされた値が仮数に相当する、請求項１１乃至１９のいずれか１つの方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、概して情報の低ビットレート符号化に関する。特に、本発明は、オーディオ又はビデオ情報のような１以上の情報チャンネルのスペクトル包絡線の符号化に関する。
背景
オーディオ及びビデオ信号処理の分野においては、信号品質上の知覚可能な損失なしに信号を表すのに要する情報量を最小にすることに多大の関心がある。情報要件を下げることによって、通信チャンネル及び記憶媒体に対する信号の情報容量要件は低くなる。なお本明細書において、「符号化された信号の情報要件」とは、「符号化された信号を表現するために必要な情報量」を意味する。
より少ない２進ビットで符号化された信号サンプルから成るデジタル信号は、信号を表すのにより多くのビット数を用いて符号化されたデジタル信号より低い伝送情報容量要件を与える。もちろん、知覚される信号品質を劣化させることなく実現可能な低減量には限界がある。
各信号サンプルを表すのに利用できるビット数は、符号化された信号サンプルによる信号表現の精度を設定する。より低いビットレートは、各サンプルを表すのに利用できるビットがより少ないことを意味する。従って、より少ないビットレートは、より大きな量子化上の不正確性又は量子化誤差を意味する。多くの用途において、量子化誤差は量子化雑音として現れ、誤差がかなり大きい場合量子化雑音は、符号化された信号の本質的品質を劣化させる。
分割帯域符号化
各種の分割帯域符号化技術で、いろいろな心理音響効果を用いることによって知覚可能な劣化なしに情報要件を低下させることが試みられている。例えば、オーディオ用途において人の聴覚系は、可変中心周波数及び中心周波数の関数として変化する帯域幅を有する高度に整調された非対称フィルタと類似した周波数分析特性を示す。別個の音調を検出する人の聴覚系の能力は、概して音調間の周波高分解能スペクトル包絡線推定値を用いることによって、配分関数は、より最適な配分情報を設定するために各位取り値に対してより正確な心理音響モデルを適用することができる。
他方では、符号化された信号の位取り因数を表すのに必要なビット数を低減させるために、より多くの位取り値を有するより大きなブロックを用いるのが望ましい。より大きなブロックは、有効信号帯域幅を横切る位取り因数の数を減少させ、それによってスペクトル包絡線推定値分解能を低下させる。これは、位取り因数を伝えるの要するビット数を低下させるが、概して臨界帯域幅より広いサブバンドを表すブロックを用いるのは望ましくない。上記の通り、臨界帯域幅より広くない帯域幅のサブバンドを用いるコーダは、より広い帯域技術で可能なものより心理音響効果をより良く利用することができる。
ドイツ特許DE  41  02  324は、位取り因数の微分符号化を用いるサブバンド技術を記載している。連続する位取り因数間の差の大きさは、５クラスの１つに配分、クラスの順番を表す制御コードが発生される。制御コードの適切なパターン及び１以上の位取り因数は符号化された信号にアッセンブルされる。概してこの技術は、位取り因数を符号化するのに要するビット数を低減させる。しかし、同技術は期待される信号統計に応じて予め設定しなければならないベクトル符号化表をを用いる。
発明の開示
本発明の目的は、高分解能スペクトル包絡線推定値の低ビットレート符号化に備えることである。
本発明の教示によるエンコーダの一実施形態では、フィルタバンクは入力信号を複数のサブバンド信号に分割し、桁移動子は位取り表現を発生させ、微分回路、即ち、差動回路（器）は位取り因数（係数）の微分符号化、即ち、差動符号化された表現を発生させ、フォーマッタは差動符号化された表現を含む位取り因数及び位取り値を伝送及び記憶に適したフォーマットを有する符号化された信号にアセンブルする。微分符号化された表現は、入力信号帯域値を横切る位取り因数微分値を含む。桁移動子は、位取り因数から成る位取りされた表現を発生され、同表現は、位取り因数間の差の範囲を制限する必要がある場合符号化された信号の情報要件が低減されるように調節される値を有する。
これらの実施態様の有利な変形は、本明細書及び請求項に記載されている。
本発明は、これらの実施態様に限定されない。本発明の各種の特徴及び好ましい実施態様は、以下の論議及び添付図面を参照することによりより良く理解されるであろう。以下の論議及び図面は、例として示したに過ぎず本発明の範囲を限定するものと理解すべきではない。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの一実施態様を示す構成図である。
図２は、本発明の各面を組入れた分割帯域デコーダの一実施態様を示す構成図である。
図３は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの他の実施態様を示す構成図である。
図４は、本発明の各面を組入れた分割帯域デコーダの他の実施態様を示す構成図である。
図５は、微分符号化された位取り因数を表す仮想グラフである。
図６は、位取り因数及びそれに対応する微分値の範囲を制限する調節値を表す仮想グラフである。
図７−１０は、各種の微分符号化モードによる位取り因数及びそれに対応する微分値の範囲を制限する調節値を表す仮想グラフである。
図１１は、ブロック位取りの効果を例示するサブバンド信号成分を表す仮想グラフである。
発明の実行モード
基本エンコーダ・デコーダ構成
図１は、本発明の各面を組入れた分割帯域エンコーダの一実施態様を示す。フィルタバンク１０２は、路１００から受信した入力信号に応答してサブバンド信号を発生させる。桁移動子１０４は、フィルタバンク１０２から受信したサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる。位取りされた表現は、１以上の位取りされた値と関連する位取り因数から成る。部分回路、すなわち、微分器１０６は、位取り因数の微分符号化された表現を発生させ、微分符号化された表現及び位取りされた値をフォーマッタ１０８へ伝える。フォーマッタ１０８は、位取りされた値及び微分符号化された表現から成る符号化された信号を路１１０に沿って発生させる。
図３は、図１のものと類似の構成を有する分割帯域エンコーダの他の実施態様を示す。図１の実施態様とは対照的に、桁移動子３０４は、すべての位取り因数ではなくてその一部を微分器３０６に伝える。残りの位取り因数は、路３１２を通ってフォーマッタ３０８へ伝えられる。実施上特定のエンコーダが、微分器３０６と、図示していない他の路とを介して路３１２に沿って位取りされた値をフォーマッタ３０８へ伝えるかどうかは、単なる設計変更の問題にすぎない。フォーマッタ３０８は、位取りされた値、微分符号化された表現及び微分符号化された表現に含まれていない位取り因数から成る符号化された信号を発生させる。
図２は、分割帯域デコーダの一実施態様を示す。デフォーマッタ２０２は、路２００から受信した符号化された信号から位取りされた値及び位取り因数の微分符号化された表現を引き出す。積分器２０４は、１以上の位取りされた値と関連する位取り因数から成るサブバンド信号の位取りされた表現を発生させる。位取り因数は、デフォーマッタ２０２から受信した微分符号化された表現に応答して発生される。逆桁移動子２０６は、積分器２０４から受信した位取りされた表現に応答してサブバンド信号を発生させる。逆フィルタバンク２０８は、逆桁移動子２０６から受信したサブバンド信号に逆フィルタバンクを適用することによって路２１０に沿って出力信号を発生させる。
図４は、図２のものと類似の構成を有する分割帯域デコーダの他の実施態様を示す。図２の実施態様とは対照的に、デフォーマッタ４０２は、位取りされた値、微分符号化された表現及び微分符号化された表現に含まれていない位取り因数を、路４００から受信した符号化された信号から引き出す。微分符号化された表現は、積分器４０４へ伝えられる。微分符号化された表現に拭く待てていない位取り印紙は、路４１２に沿って逆桁移動子４０６へ伝えられる。実施上特定のデコーダが、積分器４０４と、図示していない他の路とを介して路４１２に沿って位取りされた値を逆桁移動子４０６へ伝えるかどうかは、単なる設計変更の問題にすぎない。
図１及び３は、本発明の各面を組入れたエンコーダの基本構成を例示する。同図は、符号化された信号の情報要件を低減させる符号化成分を明示していない。例えば、オーディオ符号化システムにおいては、各種の符号化技術を用いる成分は、符号化された信号の情報要件を低減させることによる聴取可能な影響を最小にするために心理音響原則を用いることができる。本発明は、多くのオーディオ符号化及びビデオ符号化用途で用いられるような符号化成分と共に用いるの極めて適している。しかし、このような符号化成分は、本発明を実施するためには不要である。
情報低減符号化は、多くの方法で図１に示す実施態様に組入れることができる。例えば、符号化機能は任意の１つ内において若しくはフィルタバンク１０２、桁移動子１０４、微分器１０６及フォーマッタ１０８のあらゆる組合わせ内において実行できる。別の例として、符号化処理は、桁移動子１０４及び微分器１０６を組入れた図示していない成分によって実行できる。同様な例は、図３に示す実施例にも当てはまる。
同様に図２及び４は、デコーダの基本構成を例示する。同図は、符号化された信号の情報要件を低減させた処理の影響を反転させる復号成分を明白に示していない。情報低減復号は、多くの方法で図２に示す実施態様に組入れることができる。例えば、復号機能は任意の１つ内において若しくはデフォーマッタ２０２、積分器、即ち、求積（積算）器２０４、逆桁移動子２０６及逆フィルタバンク２０８のあらゆる組合わせ内において実行できる。別の例として、復号処理は、積分器２０４及び逆桁移動子２０６を組入れた図示していない成分によって実行できる。同様な例は、図４に示す実施例にも当てはまる。
図１乃至４に示す実施態様は、多くの実際的用途においてしばしば必要とされる各種の成分を含んでいない。例えば、エンコーダの実際的実施態様は、入力信号の帯域幅を制限してエイリアシングを防止するために低域濾波フィルタ(LPF)をしばしば用いる。この様な実際的な事項は、本発明の範囲外であり、ここでは詳細に論議しない。実施上の付加的詳細は、例えば、上記の米国特許第5,109,417号から得ることができる。
ロック乗数と関連する３つの位取りされた値は、それぞれ、−０．１４０６２５（−０．７５×０．１８７５）、０．１８７５及び０．０９３７５を表す。
本発明の各種の面を組入れたエンコーダの実施態様は、広範な位取り関数Ｓ（ｑ）の任意のものを用いることができる。例えば、位取り関数は、線形、対数又は三角法を用いることができる。しかし、位取り関数は、位取りされた値から真の数字の近似値を回復させるためにデコーダで用いることができる相補的な逆位取り関数Ｓ-1（ｑ）を備えるべきである。
特定のエンコーダ・デコーダ用途に対する各種のデザイン基準が、位取り関数の選択に影響を与える。例えば、逆方向適用分割帯域符号化システムは、サブバンド信号振幅に応じてなされるビット配分を潜在的に伝えるために、上記のものと類似の浮動小数点表現の指数を用いることができる。指数値の単位増加は、浮動小数点数で表される数字に対して振幅で約半分の減少又は−６ｄＢ（２０ｌｏｇ10０．５）の変化を表す。従って、この様な浮動小数点表現は、６ｄＢの振幅増加又は１８ｄＢのような倍数に対して１つの追加ビットを配分する逆方向適応符号化システムにとって有利な設計変更となり得る。
微分器
微分器は、スペクトルを横切って位取り因数間の差を設定することによって、位取り因数の１以上の微分符号化された表現を発生させる。図５は、２組の仮想値を表す２組の点を例示する。破線５０２で接続された点は、例えば、サブバンドブロック内のサブバンド信号に対する浮動小数点指数のような１組の位取り因数を表す。上記の浮動小数点の例を続けると、指数Ｘｉはグラフ上で負数としてプロットされ、大きい値が大きい振幅信号に相当するようにされる。同例において指数Ｘ0は、８の値を有するが−８とプロットされ、指数Ｘ1は７の値を有するが−７とプロットされる。以下の論議を通じて、プロットされた負の値は指数Ｘiの値を指すものとする。指数Ｘ1から成る浮動小数点数で表される数字は、指数Ｘ0から成る浮動小数点数で表される数字の約２倍である。同一組の指数が図６−１０に例示されている。
実線５０４で接続された点は、連続指数間の差を表す。例えば、１の値を有する第１点△1は、指数Ｘ1が指数Ｘ0より１つ大きいことを示す。−２の値を有する第３点△3は、指数Ｘ3がＸ2より２つ小さいことを示す。指数0に相当する微分点はない。なぜならば、この指数は微分値が決定される基数となるからである。
微分符号化された表現を発生させる方法には多数の変形が可能である。例えば、微分関数Ｄ（ｉ）は、線形、対数又は三角法でよいが、微分関数は、微分符号化された表現から位取り因数を回復させるためにデコーダで用いることができる、相補的積分関数Ｄ-1（ｉ）を考慮すべきである。上記例では、微分関数Ｄ（ｉ）＝Ｘi−Ｘi-1は、一次関数であるが、浮動小数点の性質から微分値は基礎をなす信号振幅の指数関数として近似的に変化する。
エンコーダの特殊な実施態様では、すべての位取り因数に微分関数を適用するか若しくは適応的に選択されるサブバンド信号と関連する位取り因数のみに当該関数を適用することができる。適応的な選択は、符号化された信号の情報要件を最適に低減させるようにすることができる。例えば、図５を参照して、指数Ｘ13乃至Ｘ20の微分符号化された表現を伝えるためには、指数それ自体を伝えるために要するものより多くのビットを必要とするであろう。この場合エンコーダは、微分符号化のためには指数Ｘ1乃至Ｘ12のみを選択し、この選択の指標を符号化された信号で伝えることが可能であろう。
ある実施態様に対して微分関数は、ブロック位取り因数と単一の位取りされた値と関連する位取り因数との間で区別を必要としない。以下に述べるような他の実施態様において情報要件を最大限に低減させるように微分関数を適応させる場合には、この区別が重要になる可能性がある。
微分範囲
符号化された信号の情報要件は、微分関数Ｄ（ｉ）によって発生される微分値の範囲を制限することで低減できる場合がある。発明の各面を組入れたエンコーダの一実施態様においては、数字は４ビット指数から成る浮動少数点数によって表される。この表現で表される２つの数字は、−１５乃至１５の範囲で量が異なる指数を有する。この範囲を有する微分値の従来の２進表現は、５ビットを必要とするが、指数自体を伝えるためには４ビットのみを必要とするにすぎない。例えば、微分値を−１乃至１に制限することによって、従来の２進表現を用いて当
デフォーマッタ
デフォーマッタは、位取りされた値、微分符号化された表現、基数値、及び多分１以上の位取り値を符号化された信号から得ることによって、フォーマットプロセスの効果を反転させる。多くの実際的な実施態様において、ＥＤＣ及びフレーム同期コードが用いられ、受信した符号化された信号を正しく解釈し、可能なら、伝送又は記憶・検索中に導入された誤差を検出して補正するようにさせる。
積分器
積分器は、エンコーダにおいて微分符号化された表現を発生させるために用いられたものと相補的な機能を有する。上記例に関して、例えば、位取り因数は、以下の式を用いて微分符号化された表現及び基数値から回復させることができる。
0003940165.tif 000002
概して、積分関数Ｄ-1（ｉ）は、以下のように微分関数Ｄ（ｉ）の逆である。
位取り因数Ｘi＝Ｄ-1｛Ｄ（ｉ）｝
符号化された信号が、適応的に選択された位取り因数を符号化するエンコーダで作られる場合には、当該選択の指標は、符号化された信号からデフォーマッタによって引き出され、適切な位取り因数のみを得るために積分関数を改変するように用いられる。
逆桁移動子
逆位取りファンクションは、エンコーダにおいて位取りされた表現を得るために用いられたものと相補的なファンクションである。上記浮動小数点表現に関しては、例えば、０．１１２と等しい正規化された３ビット仮数は、２の補数の形の位取りされた値０．７５を表す。３と等しい値を有する指数と関連するこの正規化された仮数によって表される真の数字は、０．７５×２-3又は０．０９３７５である。この例における逆位取りは、２進仮数のビットを指数値と等しい回数だけ右に論理的に移動させることによって実行できる。
概して、逆位取り関数Ｓ-1（ｑ）は、真の数字ｑがＳ-1｛Ｓ（ｑ）｝とほぼ等しくなるように、位取り関数Ｓ（ｑ）の逆である。厳密な一致は必ずしも期待されていない。なぜならば、位取り関数を用いると結果的に精度が若干失われる可能性があるからである。
逆フィルタバンク
ＱＭＦ及びＴＤＡＣのような多くの技術は、決定的なサンプリングを与え、理論的に、逆フィルタバンクによって原入力信号の正確な再構成を許容している。
代替実施態様
上記基本的実施態様に対する代わりの各種実施態様につき以下に述べる。本発明の各面につき論議するために例を挙げるが、本発明はこれらの特殊な例に限定されない。これらの代替案は、符号化された信号を知覚的に劣化させることなく符号化された信号の情報要件を低減させんとする符号化技術に関するものを含む。
微分コードパッキング
概して従来の２進表現は、微分値を伝えるための有効な方法ではない。例えば、既に述べた通り、−１乃至１の範囲に制限された微分値は、２ビットだけの従来の２進表現によって伝えることができる。しかし、この表現は不十分である。−１乃至１の範囲は、３つの別個の整数値−１、０及び１のみから成るが、２つの２進ビットは、４つの別個の整数値を表すことができる。事実上、もし２つのビットが３つの値の１つのみをとることができる微分値を伝えるために用いられるなら、ビットの端数部分は無駄になる。端数ビットは、倍数微分値を一緒にまとめること（パッキング）によって再生利用できる。
これをどの様に行うかの一例は、第１に、各可能な微分値を０乃至Ｎ−１ｎｏ範囲内の整数に写像する写像関数Ｍ（ｉ）を各微分値に適用し、その後以下の多項式を計算することによってパッキング操作を行う。
【図１】
0003940165.tif 000003
【図２】
0003940165.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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