MPEG-4 SLS
MPEG-4オーディオでの位置付け
MPEG-4オーディオは多くのツールの組み合わせからなり、MPEG-4 SLSはオーディオ符号化ツール (audio coding tools) の1つであるロスレスオーディオ符号化ツール (lossless audio coding tools) に分類される。
同じカテゴリのツールとして、スーパーオーディオCDでのロスレス圧縮方式として使われているMPEG-4 DST (direct stream transfer) や、PCM信号のロスレス圧縮専用のMPEG-4 ALS (audio lossless coding) がある。それぞれ符号化方式が異なる。
アルゴリズム
MPEG-4 SLSはMPEG-4 AACの機能拡張として設計されたもので、コアとなるAACコーデックと拡張部分からなる。コアコーデックではMDCTを用いて音楽などの入力信号を周波数領域の信号に変換し、音響心理学モデルを用いて聴覚上重要な部分のみを符号化する。拡張部分は、同じ入力信号を整数MDCT (Integer Modified Discrete Cosine Transform, IntMDCT) を用いて周波数領域の信号に変換し、コアコーデックの情報を逆量子化した信号との差分を求める。この差分は本来の信号のスペクトル成分とコアコーデックで符号化できたスペクトル成分との間の誤差を表す。この誤差情報はエントロピー符号化を使って圧縮する。
拡張部分で符号化対象となる周波数領域の誤差情報を表す各係数は上位のビットから順に階層的にまとめられて符号化され、コアコーデックの符号化結果に追加される。そのため、階層が増えるに従って下位のビット情報が追加されてデータの欠落が少なくなり、全ての階層を取り出せばロスレス符号化結果が得られる。コアコーデックの符号化結果のみを取り出すことも容易にできる。
復号時は、コアコーデックと拡張部分の符号化結果を取り出し符号化とは逆の処理を行うことで最終的な信号を復元する。
具体的には、コアコーデックの情報からMPEG-4 AACの復号アルゴリズムを用いて周波数領域の各係数を求め、これを逆量子化した信号と誤差情報を表す拡張部分の復号結果と足し合わせて本来の周波数領域の信号を求める。これに整数MDCTの逆変換を行って時間領域の信号に戻す。
コアコーデックを使わない設定の場合は、整数MDCTとエントロピー符号化のみで信号が持つ全ての情報を階層的に符号化する。復号時は逆にエントロピー符号化結果を復号し整数MDCTの逆変換を行って入力信号を復元する。
整数MDCT
整数MDCT (IntMDCT) は整数で近似した可逆性のあるMDCT（修正離散コサイン変換）で、通常のMDCTが計算時の丸め誤差のため逆変換で元の値に戻らないのに対し、逆変換で元の値に戻すことができるため周波数領域でのロスレス圧縮に向いている。
通常のMDCTを単純に整数に丸めながら処理を行うと丸め誤差の蓄積のため精度が落ちる。整数MDCTは整数への丸め回数を減らすことで精度の低下を抑えるよう、アルゴリズムの工夫がされている。
ソフトウェア
MPEG-4 SLSのリファレンス実装はISO/IEC 14496-5:2001/Amd.10:2007で定義されている。
また、フラウンホーファーIISは組み込みシステム向けや各種PC向けのソースコードとライブラリの提供を行っている。
ライセンス
ドルビーラボラトリーズの子会社のVia Licensing社がMPEG-4 SLSのパテントプールのライセンス管理を行っており、MPEG-4 SLSに関するシンガポールのA*STAR ETPL（Agency for Science, Technology and Research Exploit Technologies Pte Ltd、シンガポール科学技術研究庁 エクスプロイトテクノロジーズ社）、ドイツのフラウンホーファーIIS、及びNTTの特許を管理している。
ライセンス料金はPC向けデコーダも含め有料である。
歴史
2002年6月から始まったMoving Picture Experts Groupによるロスレスオーディオ符号化方式の提案要求に対し、2002年12月にベルリン工科大学（ドイツ）、NTT（日本）、リアルネットワークス社（アメリカ）、インフォコム研究所（シンガポール）、フラウンホーファーIIS（ドイツ）、マイクロソフト（アメリカ）、サムスン電子（韓国）の7社からコーデックの提案があり、圧縮効率、必要な演算量、柔軟性についての評価が行われた。提案には可逆圧縮のみを行う方式（その後のMPEG-4 ALS）と、非可逆/可逆圧縮のハイブリッド方式（その後のMPEG-4 SLS）とが含まれていた。
Moving Picture Experts Groupは両方の方式をサポートすることを決定し、2003年6月に非可逆/可逆圧縮のハイブリッド方式としてインフォコム研究所の提案をリファレンスモデルとして採用した。この方式は当初 "Advanced Audio Zip" (AAZ) の名称で呼ばれていた。
これをベースとし、フラウンホーファーIISとインフォコム研究所とが協力して圧縮性能や柔軟性の向上と演算量の低減を行った現在のMPEG-4 SLSの最終案をまとめ、最初の規格ISO/IEC 14496-3:2005/Amd 3:2006 Scalable Lossless Coding (SLS) が2006年3月に出版された。