CN1139842A - 数字信号处理方法及装置，数字信号解码方法及装置，数字信号传输方法及记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字信号处理方法和装置，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理。输入数字信号的整个频带被分割成多个部分频带，并且每个部分频带的信号被分配给由输入数字信号的一个码字分割的多个子码字。在分配信号中，用于在至少一个部分频带中减少噪音的信息被分配给与对其分配了待减少噪音的部分频带的信号的子码字不同的子码字。

Description

数字信号处理方法及装置，数字 信号解码方法及装置，数字信号 传输方法及记录介质

本发明涉及在宽频范围上处理数字信号，例如数字音频信号的方法及装置，用于传输数字信号的方法及记录介质。更具体地，它涉及一种处理数字信号的方法及装置，一种传输数字信号的方法及一种记录介质；其中频谱被分成多个频带，对于这些频带的低频范围及对于它们的高频范围分别施行直接PCM编码及高频编码。

目前，数字音频信号的记录/重播已被广泛地使用。尤其是，用于高密度盘(CD)及数字式磁带录音机(DAT)的标准已广泛传播变成数字间频信号的记录/重播的典型标准。

对于这些数字音频信号的标准，因为用于CD盘的采样频率预定为44.1KHz，故最大的重播频率是22.05KHz。另一方面，因为用于数字或磁带录音机(DAT)的采样频率为32KHz，44.1KHz及48KHz，故最大的重播频率分别是16KHz，22.05KHz及24KHz。

同时，在民歌音乐声源，如格姆兰或岳得尔(gamran oryodel)民歌声调的情况下，包含了大量的超过上述最大重播频率的频率分量。因此，就以上给出的民歌音乐而论，上述的44.1KHz或48KHz的采样频率便不能再满足需要了。

另一方面，近来数/模(D/A)转换器在精度方面有了改进，应变为能够处理弱强度的信号。因此，由CD盘量化位数获得的98dB量级的动态范围变成不再能满足要求了。

为了解决这个问题，可考虑利用增加采样频率或量化位数记录音质上改善的信号，那就是在具有与传统CD盘相同尺寸的盘(记录介质)上记录更宽频带或更宽动态范围的信号。

从技术的观点看，可通过减少盘的轨距或减少光传感头的激光波长使由增加采样频率或量化位数来改善音质的信号记录在传统尺寸(记录容量)的盘(记录介质)上。但是，如果装置的结构为增加记录容量作出修改，就不可能与传统的记录介质保持互换性，同时在软件市场将产生混乱。

为了记录/重播具有超过最大重播频率的采样频带的声音并且不改变装置或传统数字音频信号的标准格式，即不损害与传统标准的相容性，可考虑设置这样一种信号处理方法，记录/重播装置或记录介质，其中用于CD的重播频带用直接的PCM编码，而高频带使用高效编码来编码，由此记录在通常用于CD盘的记录频率范围中的信号。对于这种方法或装置，通常的PCM码字被分开，用于记录CD盘通常记录范围中的信号，以使通常的重播范围用直接PCM编码及高频带用高效编码进行编码。编码的信号被记录在CD盘上。

在此情况下，用于传统重播范围的PCM码字在长度上自然变得短于传统的PCM码字，因此产生量化噪音，由此使音质变坏。

此外，当通常的重播范围及高频范围分别用直接PCM及高效编码进行编码，及被编码的信号被记录在CD盘上时，出现了一个应怎样来划分PCM码字的问题。这就是，如果数字音频信号的频谱按以上所述地划分，某些频带在记录容量上具有裕度，而另外的频带没有，视信号情况而定，因此，在缺少记录容量裕度的频带中，量化噪音变得突出，因为为了补偿记录容量的不足，量化位数或子码字长度减少了。

因此，本发明的一个目的是提供一种数字信号处理方法及装置，一种数字信号解码方法及装置，一种数字信号解码方法及装置，及一种记录介质，借此可使在为记录直接PCM数据的频带中产生的量化噪音受到抑制。

本发明的一个特定的目的是提供一种信号处理方法及装置，其中通用的直接PCM码字被划分开，及传统的频带用具有较短码字长的直接PCM数据来记录，以便减少产生的量化噪音。这里所考虑的信号处理方法及装置是这样的一种方法及装置，其中数字信号的频谱，如宽频带音频PCM信号使用频带分割滤波器如QMF或低通滤波器被分成至少两个部分频带，对至少低频范围侧中的一个部分频带的信号采用直接PCM进行编码，对至少高频范围侧中的一个部分频带的信号采用高效率编码法，例如平均信息量编码或非线性量化进行编码，及在其中通用的直接PCM码字被划分开，以致通常的频带用直接PCM的较短的码字长来记录，以减少量化噪音。

本发明的另一目的是提供一种能禁止量化噪音在本机出现的数字信号处理方法及装置及记录介质。

一方面，本发明提供了一种数字信号的处理方法，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理，它包括：将输入信号的整个频带划分成多个部分频带的步骤，及将每个部分频带的信号分配给从输入数字的码字划分开的多个子码字的步骤。在分配步骤中，用于在至少一个部分频带中减少噪音的信息被分配给与待减少噪音的部分频带的信号所分配给的子码字不同的子码字。根据本发明的记录介质是这样一种记录介质，即在其上已记录有上述信号的记录介质。

作为用于减少量化噪音的信息，采用了具有通常码字长的直接PCM信号及具有减少码字长的直接PCM信号之间的差值信号。如果子码字被分配给该信号并被记录，则可使音质免于因量化噪音而变得降低。但是，如果象这样的差值信号被记录时，信息量不会因使用通常码字长作出记录的情况而改变，以致超过通常频带的信号不会被记录。于是，用于记录超出通常频率范围的信号的区域通过仅除去考虑产生音质变差的信号分量及发挥人们听觉器官的音质感觉特性来维持。这些信号分量是通过分配给与超过通常重播范围的信号不同的子码字来记录的。产生信号质量变差的信号分量如果以直接PCM的形式不能被记录在通常的记录容量中。因此，在利用例如高效率编码压缩了信息量后再记录这些信号分量。

上述的技术能使由直接PCM记录的频带的噪音得到感觉到的减少，以使音质能实现与原始PCM码字的音质相同。

在另一方面，本发明提供了一种数字信号的处理方法，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的编号进行处理，它包括：对输入数字信号的多个码字的每个形成一个单元的步骤，将来自单元形成步骤的信号的整个频率从一个单元到另一单元地分割成多个部分频带，将来自频带分割装置的每个单元的至少一个部分频带的信号分配给多个单元的子码字，或将多个单元的每个中的至少一个部分频带的信号分配给一个子码字。

图1A是表示实施本发明的一个编码器(记录侧)的结构的概要框图；

图1B是表示实施本发明的一个解码器(重播侧)的结构的概要框图；

图2A是表示将输入信号的分辨率及重播频率范围分成三个或两个部分频带的示意图；

图2B是表示将输入信号的分辨率及重播频率范围分成三个部分频带的示意图；

图2C是表示将输入信号的分辨率及重播频率范围分成两个部分频带的示意图；

图3A是表示CD数据格式中一个组的结构的示意图；

图3B是表示CD数据格式中一个帧的结构的示意图；

图3C是表示CD数据格式中一个子码的结构的示意图；

图4是表示在将整个频率分成三个部分频带的情况下对编码器(记录侧)的频带分割部分重播的实施例的框图；

图5是表示一个遮掩阈值计算电路实施例的框图；

图6是说明每个临界频带的Bark频谱的频线图；

图7是表示基于合成及遮掩频谱获得的最小成音度曲线的曲线图；

图8是表示在将整个频率分成三个部分频带的情况下对编码器(记录侧)的频带分割部分重播的实施例的框图；

图9A表示由多相滤波组分割的频带；

图9B表示由多相QMF分割的频带；

图10是表示在将整个频率分成三个部分频带的情况下对编码器(记录侧)的频带分割部分重播的实施例的框图；

图11A表示基于数字信号码字划分获得的子码字及三个部分频带的分配关系；

图11B表示基于数字信号码字划分获得的子码字及二个部分频带的分配关系；

图12是表示图1A中所示的编码器(记录侧)的部分频带编码部分慨要结构的框图；

图13A表示一个典型输入信号及它的频谱；

图13B表示另一典型输入信号及它的频谱；

图14是表示典型组浮动的图；

图15表示用于平均信息量编码的一个编码表典型结构；

图16是表示解码器(重播侧)的部分频带解码部分的实施例的框图；

图17是表示在将整个频谱分成三个部分频带的情况下的解码器(重播侧)重播连接部分的一个实施例的框图；

图18是表示在将整个频谱分成三个部分频带的情况下的解码器(重播侧)重播连接部分的另一实施例的框图；

图19是表示在将整个频谱分成二个部分频带的情况下的解码器(重播侧)重播连接部分的一个实施例的框图；

图20表示实施本发明的一个实施例(系统)的概图；

图21表示盘重播系统中重播频带可测量性的实施例；

图22表示在广播(传输系统)中重播频带可测量性的实施例；

图23A是表示在整个频谱被分成多个部分频带的记录方法中位分配情况下瞬时差值单元之间位分配的一个例子的座标图；

图23B是表示在整个频谱被分成多个部分频带的记录方法中位分配情况下瞬时差值单元之间位分配的另一例子的座标图；

图23C是表示在整个频谱被分成多个部分频带的记录方法中位分配情况下瞬时差值单元之间位分配的又一例子的座标图；

图24是表示在将整个频谱分成二个部分频带的情况下编码器(记录侧)另一实施例的框图；

图25A表示在时间波形中及在频谱中码字分割的一个图解例；

图25B表示在时间波形中及在频谱中码字分割的一个图解例；

图26A表示在数字信号一个字中MSB侧及LSB侧之间记录期间波形数据是怎样划分的。

图27是表示在将整个频谱分成两个部分频带的情况下编码器(记录侧)的又一例的框图；

图28是说明由对于部分频带所需的位数在给定单元中寻找被分配位数的方法的框图；

图29是说明使用图24中所示的沿时间轴划分码字的方法的一个编码器(记录侧)的典型结构的框图；

图30是说明使用图24中所示的测时间轴划分码字的方法的一个解码器(重播侧)的典型结构的框图；

图31是说明使用图27中所示的沿频率轴划分码字的方法的一个编码器(记录侧)的典型结构的框图；

图32是说明使用图27中所示的沿频率轴划分码字的方法的一个解码器(重播侧)的典型结构的框图。

现在参照附图，将对本发明的优选实施例作详细说明。

图1A及1B表示实施本发明的数字信号记录/重播系统的概要结构。这就是，图1A及图1B分别表示一个编码器(记录侧)及解码器(重播侧)。

在图1A所示的编码器(记录侧)的输入端子上输入数字信号，例如一个音频或声音信号。在高密度盘(CD)中，采样频率为44.1KHz，重播频率的范围为22.05KHz，而量化位数为16。实施本发明的记录/重播装置对具有采样频率为88.2KHz，重播频率为44.1KHz及量化位数为22的信号进行管理。因为具有的信息容量大于传统CD上信号的信息容量的信号不可能直接地记录直接PCM数据。因此，根据本发明，输入信号被分成用于取得被管理信号的多个区域或部分频带，例如图2A中所示的。

参照图2A，输入信号或被管理信号的整个频率范围或重播频率范围被这样地划分，以致区域S_A包括的信号分量具有0至22.05KHz的频率范围及14的量化位数，区域S_B包括的信号分量具有的频率范围为0至22.05KHz，及具有的量化位数等于22及区域S_A的量化位数之间的差值，及区域S_C包含的信号分量具有的频率范围为22.05KHz至44.1KHz，及量化位数为22。在将整个频率范围分成频带S_A及S_B的情况下，用于频带S_A的量化位数可设成例如为12或13，而用于频带S_B的量化位数可被设成等于22及区域S_A的量化位数之间的差值。

对于三个区域S_A，S_B及S_C的情况，这些区域的每个是这样一个部分区域，对于该部分区域将分配一个由将16位分成三个部分所得到每个子码字，如图2B中所示的。换一种方式，区域S_B及S_C可结合成一个区域，而区域S_A留下提供两个区域，对这两个区域分配由将16位划分成两部分所得的两个子码字，如图2C中所示。

在一个高密度盘(CD)格式中，每个组是由帧F0至F97的全部98个帧组成的，如图3A中所示。每个帧由一个同步信号(SYNC)，误差校正码(ECC)，和左(L)及右(R)声道数据，以及子码组成，如图3B中所示。并且，如图3C中所示，每个子码由2位的备用区域及6位的使用区域组成。为了实现对于在预定子码字中记录部分区域，或发挥生理音质感觉特性或如上述的分割重播频带的滤波所需的高效率编码，必须输入较大数目的采样。将多个组，例如4至8个组作为一个单元输入，是考虑易于数据的读出及实现实时重播。

该输入信号首先输入到一个如图1中所示的重播频带划分单元1。该输入信号被分成三个相应于上述区域S_A，S_B及S_C的部分频带或分离成两个部分区域S_A及S_B＋S_C。以下参照图4来详细解释分成两个部分区域的后一种划分。

在该图中，基于在输入端子上以88.2KHz的采样频率采样输入信号所获得的0至44.1KHz的输入信号被传送到一个频带分割滤波器5，如以下解释的正交镜象滤波器(QMF)。频带分割滤波器5将频带分成两个相等的部分并以二分之一抽取采样。输入信号被频带分割滤波器5如QMF分成从0至22.5KHz的频带(低范围频带)及从22.05至44.1KHz的频带(高范围频带)。高范围频带22.05至44.1KHz的输出被称为高范围频带。

将输入数字信号分成多个频带的技术在R.E.Crochiere所著的＂部分频带中语音的数字编码＂中(贝尔系统技术杂志第55卷第8期，1976年)有过讨论。频带分割滤波器在Mark，J.T.Smith及ThomasP.Barmwell著的＂用于三结构式部分频带编码器的精确重建技术＂(IEEE会刊，ASSP，第ASSP-34卷，第3期，1986年6月第434至441页)中有过讨论。在本实施例中，使用了一种共轭的正交滤波器(CQF)或者Joseph H.Rothweiler在ICASSP 83年波士顿年会中讨论的分成等带宽的滤波方法。利用CQF，信号可使用非线性相位滤波器被完全的重组建。利用多相正交滤波器，信号可以在一个时间上被分成多个等带宽的频带。

基于由频带分割滤波器5的频带划分获得的高频范围信号被图1A中的重播频带划分单元1作为用于区域S_C的信号直接地输出。低频范围信号被供给到噪音成形电路7。噪音成形电路7起到减少基于将输入低频范围信号转换成较短码字卡数据产生的量化噪音的官感效应，如以下要解释的，以便能尽可能地以有限字长度来限制在记录、重播及传输的情况下音质的官观上的变差。一种典型的与生理音质感觉特性一致地修改量化噪音频谱的噪音减少技术在Akagiri等人的US 5,204,667专利中(1993年4月20日公告)有过讨论。

虽然在图4的实施例中在由频带分割滤波器5分割频带后进行了噪音形成，但也可以在频带分割前对整个频率进行噪音形成。

噪音形成电路7的输出被输入到位减少电路10，然后该电路通过舍数或舍位将具有量化位数为22的数据转换成14位序数的数据。为了将22位的数据转换成14位的数据，减少8位数及用以使数据被256除就足够了。所产生的14位数据从图1的重播频带划分单元1被作为区域S_A的部分频带的信号输出。

来自频带分割滤波器5的低频范围信号也被输入到加法器13，然后该加法器求出由频带分割滤波器5获得的数据与由位减少电路10获得的数据之间的差值。因为来自位减少电路10的数据是将位数从22减至14，即减少8位获得的，则音质降级的量相应于该差值。于是一个子码被分配给该差值并被传输或记录在相对低频范围区域的重播侧上。该差值在重播侧上被加到具有较小位数的低频范围的区域上，以便减少由位数的减少产生的量化噪音。

但是，因为可被分配给这种差值信息的子码字的容量小，因而信息量需要用某种方式来压缩。如果仅是官感上重要的信息被取出及仅是这些信息被记录或被传输，信息量就能被有效地压缩。为此，频带分割滤波器5的低频范围的输出被输入到一个快速傅里叶变换(FFT)电路16。FFT电路执行窗限，例如使用赫明(Humming)窗，接着是FFT变换，用于将时域波形变换成空间频域信号。虽然FFT需要等于2的幂的数据数，但该数据数不一定要等于2的幂，因为多个组被用作输入数据。因此，在该实施例的FFT电路16中，将″0″分配在输入数据的空缺部分中以便计算。

由FFT电路16获得的频谱数据输入到一个遮掩阈值电路19，它被设计用于计算遮掩阈值，正如以下要说明的。遮掩阈值电路19将由FFT电路16求得的频谱分割成临界频带，用于通过考虑所谓的遮掩作用对每个临界频带计算其元件噪音值。临界频带意味着是从可听见的频率范围中划分出的频带，用于考虑到人的听觉官感的生理音质感觉特性。因此，每个临界频带是遮掩了具有噪音频率的附近频率并与噪音具有相同强度的纯音色的窄带噪音的频带。临界频带随着频率的升高而变宽。从1至22KHz的可听见频率范围例如被划分为25个临界频带。

现在参见图5来解释遮掩阈值电路19的实施例的结构。

在该图中，来自快速傅里叶变换(FFT)电路16的频域频率数据被提供给输入端。在遮掩阈值电路19中使用的数据是基于FFT系数数据的实数分量及虚数分量与相位值一起求得的幅值数据。这里要考虑的一个事实是，人的声音感觉对于频域上的幅值(音平或强度)敏感，而对于其相位迟钝。

频率轴上的输入数据被传送到电路27，它被构作来对临界频带逐个地计算信号功率。也可使用信号幅值的峰值或平均值代替带基信号功率。作为信号功率计算电路27的输出，带基和值的频谱被产生出来并被称为Bark频谱。基于临界频带的Bark频谱S_B表示在图6中，为简化作图，在该图中表示了12个临界频带B1至B12。

为此，带基能量计算电路27的输出，即频谱分量S_B的每个值被传送给一个褶积式滤波电路28。该褶积式滤波电路是由多个用于序贯地延时输入数据的延时元件及多个乘法器，例如与相应各频带有关的25个乘法器，用以将延时元件的输入乘以滤波系数或加权函数，以及一个加法器组成的，该加法器对各个乘法器的输出求和。利用这种褶积，便求得了图6中虚线所示部分的和。遮掩是指这种现象，在其中某些信号被另外的信号所遮掩，由于人的听觉系统的生理音质感觉特性而变得不能被听到。遮掩作用可被分成由时域音频信号产生的时域遮掩作用及由频域信号产生的同时遮掩作用。利用这种遮掩，任何出现在被遮掩部分中的噪音将变得不能被听见。在实际音频信号中，在遮掩范围中的噪音是一种可允许的噪音。

作为褶积式滤波电路28的各个滤波器的乘法系数或滤波系数的一个说明例，如果对于任一频带其乘法器M的系数是1，延时元件的输出在各乘法器M－1，M－2，M－3，M＋1，M＋2，M＋3被乘以系数0.15，0.0019，0.0000086，0.4，0.06，及0.007，M是从1至15的任一整数，用于执行频谱分量SB在褶积计算。

褶积滤波电路28的输出被传送给一个减法器29，它用于求得与褶积区域中可允许噪音音平相对应的音平α。同时，可允许的噪音音平α是这样一种音平，它通过以下将要描述的解褶积将对每个临界频带给出可允许噪音音平。减法器29设有用于求得音平α的裕量函数(代表遮掩音平的函数)。裕量函数由(N－ai)函数发生器30提供，这将在下面再说明。

这就是相应于可允许噪音音平的音平α是从等式(1)中得出的：

α＝S(n－ai)                  ……(1)式中i为顺序地对应于起始于低频侧的临界频带的数， n及 a为常数，其中a＞0，而S为被褶积的Bark频谱的强度。在等式(1)中，(n－ai)代表裕量函数，在该实施例中，利用设置n＝38及a＝1，可在不损坏音质的情况下获得最佳编码。

音平α以此方式来获得，由减法器29来的输出数据被传送到一个划分器31，用于对被褶积区域中的音平进行解褶积。利用这种解褶积，从音平α中求得遮掩频谱。该遮掩频谱变为可允许噪音电平。虽然解褶积需要复杂操作步骤，但在本实施例中使用划分器31以简化的方式进行。

划分器31的输出被提供给合成器32。该合成器将由图7中所示的最小可听度曲线发生电路35提供的所谓最小可听度曲线RC所代表的数据与遮掩频谱MS相合成。图7表示代表合成的最小可听度曲线RC的数据及遮掩频谱MS。如果，在该最小可听度曲线中，绝对噪音音平低于最小可听度曲线RC，故噪音变得不可被听见。甚至当以同样方式编码时，最小可听度曲线也不同于重播音平中的差值。但是，因为在输入到实际数字系统中16位动态范围的音乐方式中设有显著的区域，可以假定为，如果在最为耳听觉官感的4KHz附近的频率范围上的量化噪音没有被听到，则低于最小可听度曲线电平的量化噪音在任何另外的频率范围上也不能被听到。因此，如果记录/重播装置这样地被使用，即在4KHz附近的噪音不被听见，则可允许噪音电平将被最小可听度曲线RC及遮掩频谱MS的合成来获得，可允许噪音音平可高到由图7中阴影线所示的音平。在本实施例中，最小可听度曲线从4KHz的音平是与相应于如20位的最小音平相匹配的。在图7中也示出了信号频谱SS。

合成器32的输出被输入到可允许噪音校正电路33。可允许噪音校正电路33基于由校正信息输出电路34传送来的等响度曲线信息校正对减法器29的输出中的可允许噪音音平进行校正。等响度曲线是涉及到人的听觉感官生理音质感觉特性的一种特性曲线，它是由在听到与1KHz的纯音调同样声响度的各相应频率时所求得的声音的声压力及将各声压力连接一条曲线获得的。并且也公知了一种等响应度敏感度曲线。等响度曲线也描出了实质上与图7中所示的最小可听度曲线RC相同的一条曲线。利用等响度曲线，在4KHz附近的声音听得与1KHz的声音具有相同的响度，虽然其声压已比1KHz声音的声压降低了8至10dB。相反地，在10KHz附近的声音不能听得与1KHz的声音具有同样的响度，除非其声压高出1KHz声音的声压约15dB。因此可以看出，在该可允许噪音的声压约15dB。因此可以看出，在该可允许噪音校正电路30中，最好可允许噪声音音平是有被与等响度曲线一致的曲线所代表的频率特性。因此可以看出：考虑到等响度曲线的可允许噪音音平的校正是与人听觉系统的生理音质感觉特性相一致的。这样得到的遮掩频率范围代表官感上冗余的信息，因此该信息能被相应地压缩。

再回到图4，由加法器13获得的差值信号被送到修正的DCT(MDCT)电路63，它是一种正交变换电路。也可使用上述的快速傅里叶变换(FFT)或离散余弦变换作为正交变换来代替MDCT。对于MDCT的讨论可以在萨里皇家大学墨尔本技术研究所的J.P.Princen及A.B.Brandley在ICASSP1987年年会上的文章＂使用混淆抵消的基于时域的滤波组方案的部分频带/变换编码＂中找到。

MDCT电路63的输出然后被输入到一个位分配电路24。位分配电路24切掉MDCT系数的生理音质感觉上的冗余部分或生理音质感觉频率区域的频率分量。这就实现了信息的压缩。为了减少被听者感觉到的量化噪音，由位分配电路24执行位分配，以使得官感更敏感的频率区域中的频率分量被大量地留下。所产生输出作为与区域SB有关的部分频带的信号从图1的重播频带划分单元1被输出。

参见图8，来解释在将整个频率分成三个部分频带S_A，S_B及S_C的情况下编码器(记录侧)的重播频带分割部分的一个改型实施例。在图4的实施例中，MDCT被集体地提供为作为频域数据处理的部分频带S_B的信号。在图8的实施例中，来自加法器14的信号被一个分析滤波器组36划分成较小的频带，并仅是在听觉官感上需要的频带借助用于压缩信息量的频带选择/位分配电路37从基于部分频带求得的遮掩频谱中取出，或是基于部分频带取出官感上需要的频谱分量。为了划分成小的带宽，也使用了图9A中所示的多相滤波器组(PBF)或图9B所示的多级QMF。关于PBF的讨论可在A.Tutori及P.P.Varidynathan的文章＂多速率数字滤波器、滤波器组，多相网络及其应用＂(IEEE会刊，第78卷第1期，1990年)中看到。

参见图10，来详细说明在将整个频率分割成两个部分频带，即区域S_A及S_B＋S_C的情况下的编码器(记录侧)的重播频带分割部分。

参照图10，不小于22.05KHz的信号分量被具有切除频率为22.05的LPF 38切除掉。将现在仅包含不大于22.05KHz信号分量的信号提供给噪音形成电路9，用于减少由于转换成具有较短字长所产生的量化噪音的生理音质感觉作用。该噪音形成电路9减少量化噪音的生理音质感觉作用。取代于对通过LPF 39传送数据的噪音形成，也可在整个频率范围上进行噪音形成并将产生的噪音形成数据然后再通过LPF 38传送。

将噪音形成电路9的输出信号输入到位减少电路12中，如图10中电路所示。位减少电路12利用舍数或舍位将输入量化位数22减少到例如14。由位减少电路12获得的输出采样频率为88.2KHz，它与输入信号频率相同并且是用于CD播放器的采样频率的两倍。因此位减少电路12的输出被输入到采样降频电路39。为了产生部分频带范围S_A的输出，采样降频电路39将采样频率从88.2KHz转换成44.1KHz以作为区域S_A的输出。为了将采样频率降频到一半，具有各种方法。但是，因为该信号仅包含不高于22.05KHz的信号分量，22.05KHz是采样频率的奈奎斯特频率44.1KHz的一半，该信号可每隔一个采样来取，以便执行采样降频，但不会产生混淆失真。由采样降频电路39获得的信号变为区域S_A的部分频带的输出。

位减少电路12的输出被输入到加法器15，然后该加法器计算输入信号及位减少电路12的输出信号之间的差值。该差值成为由区域S_B及S_C组合成的部分频带的信号。但是，如果子码字与差值信息本身相一致时，位数陷入了短缺，因为差值信息的信息量大。因此，差值信息需要借助某种装置或另外方式进行压缩。因而，仅是官感上需要的部分以与图4中相同的方式由位分配电路26取出，以便用作重播频带划分单元1的输出。于是，以与图4中相同的方式，由LPF38获得的信号被送到FFT电路18，并使输入信号转换成频域数据。然后，将频域数据提供给遮掩阈值电路21，接着，该电路从输入信号中求得遮掩频谱。

加法器15的差值信息被传送到MDCT电路23，接着，它将输入的差值信号转换成频域数据，该数据被提供给位分配电路26。使用由遮掩阈值电路21获得的遮掩曲线，位分配电路26切除由MDCT电路求得的频率分量、或者MDCT系数的官感上的冗余部分，以便压缩信息。所产生的输出变为由区域S_B及S_C组合成的部分频带的信号，并由重播频带划分单元1输出。

这样被分成两或三个部分频带的信号被提供给图1中所示的部分频带编码单元2。各相应的部分频带被子码字分配部分分配给由PCM字划分的子码字。该子码字被记录在CD盘上。参照图11，对于CD的量化位数是16，这就是每个字是由16位组成的，具有动态范围为98dB。另一方面，每个字的值由两个分量来表示，最高等级位被称为MSB(最高有效)及最低等级位被称为LSB(最低有效位)。记录有直接PCM数据的区域S_A的部分频带是14位/采样，因此可分配给区域S_B，S_C的部分频带的位数是2位/采样。参见图11A及11B，子码字具有被分配给MSB侧的区域S_A的部分频带，并具有被分配给LSB侧的区域S_B及S_C的部分频带。该子码字被传送或记录在CD盘上。被分配给区域S_B及S_C的部分频带的子码字可根据信息量而变化，以替代固定长度的子码字。分配给每个部分频带的子码字由部分频带编码单元2输出。

对于区域S_B及S_C的部分频带，通常采用人听觉系统的生理音质感觉特性对信息量进行压缩。但是，因为对于在两位中记录两个频带信息量过大，因此必须对部分频带信号进行高效率编码，以便尽可能地压缩信息量。

参照图12，现在来详细说明部分频带编码单元2的实施例。

来自于图1中所示的重播频带划分单元1的部分频带S_A，S_B及S_C的信号被提供给子码字分配单元40，然后该单元将子码字分配给各个部分频带的信号。该子码字分配单元40将与区域S_A的部分频带信号有关的子码字分配给一个位流发生电路43，并将与区域S_B及S_C的部分频带信号有关的子码字分配给重量化器41，及将组长度信息及子码字分配信息分配给子码发生电路44。

区域S_B及S_C的部分频带信号可以是差值信号或不低于22.05KHz的频率范围的信号。因此，22个量化位的有效部分代表冗余位。区域S_C的部分频带的信息具有极低的信号功率，因此可用8位量级的小位数来表示，如从图13A及13B中可看到的。如果输入到图1中部分频带编码单元2的输入信号是时域信号，如在部分频带S_C的输出情况下那样，则在重量化器41中除去冗余位，以使区域S_B，S_C的22位部分频带信号将被约8位来表示。因为区域S_A的部分频带的信号为14位，区域S_B的22位原始信号及区域S_A的部分频带信号之间的差值信号可由8位来表示。如果输入到图1中部分频带编码单元2中的输入信号是频域信号，如在图4的区域S_B的部分频带的输出那样，则通过重量化器41的多个采样形成子组并在子组的基础上执行标称化(组浮动)。在此时，比例系数被获得并作为用于指示在怎样的范围与已经执行了组浮动的系数。用于组浮动的子组的规模随着频率增加及频率减小分别地被选得小一些及大一些，如图14中所示。其理由是，对于低区域及高频区域信号的变化分别为较大及较小。利用舍数执行重量化以便减少量化噪音。如果官感上敏感的频率分量被重量化时，用较大的量化位数进行，以便减少量化噪音。

由重量化器41获得的重量化位数及比例系数将通过被分配给在与部分频带数据分离的、CD格式的、通常未使用的子码R至W而被记录。这些部分频带数据偶然作为图表数据被使用。

参照图3，每个子码具有每帧一个字节及每组784位(588位用于R至W)。如果每个单元由8个组组成，则可使用的子码区域R至W是有4704位(在通道基础上为2352位)。

重量化器41的输出被提供给平均信息量编码电路42，然后，该编码电路利用例如霍夫曼(Huffman)编码的技术使重量化数据编码。平均信息量编码是根据与各采样值相关的分配码的编码表进行的。该表是基于单元制定的，以致具有较短码长度的码将分配给具有较高出现频率的采样值。霍夫曼编码被详细描述在D.A.Huffman著的＂用于最小冗余码结构的方法＂中(I.R.E.会刊，第40卷第1098页1952年)。对于平均信息量编码，Lempel-Ziv编码被J.Ziv 及A.Llampel描述在＂用于序贯数据压缩的通用算法＂一文中，IEEE期刊，信息理论分册第IT-23卷第3期第337页至343页1977年；或算术编码被F.Telinek描述在＂固定速源的可变长度编码中的缓冲溢流：＂一文中，IEEE期刊，信息理论分册，第IT-14卷第490-501页，1968年，它们可用来取代霍夫曼编码。

类似于比例系数及重量化位数，通过分配给子码R至W来记录编码表。在上述实施例中，用于平均信息量编码的编码表是基于单元制定的，并且该编码表被分配给子码。然而这里在编码器(记录侧)上及解码器(重播侧)上可以提供一个具有预存储码表的码表ROM，以致使码表将从其中读出以便执行编码及解码。在码表ROM中对于每个量化位设置了多个表，以便根据输入信号分配使用最佳的表。编码器(记录侧)利用分配给子码记录用于解码的表的表序号，及解码器读出子码用于确定码表并使用该码表用于执行解码，例如在图15中所示的。该方法具有这样的优点，因为没有必要以子码记录大量编码表，因此不会有因单元规模减少使码表容易变得不够的危险，以及因为该码仅是指示已使用什么表的码，很难产生子码读出的误差。因为从使用的表上的信息中知道了高频范围的数据用什么位数被重量化了，没有必要与图12中所示实施例中完全相反地分配及记录重量化位。

在该实施例中，单位组的长度是固定的。但是也可提供可变单位组长度及用具有作为单位长度的最低平均信息量值的组长执行编码。这将获得较高的压缩比。在此情况下必须传送单位长度或在CD盘上记录它。通过在子码中的分配进行数据记录。

虽然在上述实施例中是使用平均信息量编码来压缩区域S_B及S_C的部分频带，也可以利用非线性量化的方式传送或在CD盘上记录区域S_B及S_C的部分频带，例如使用线性预测编码(LPC)或ADPCM或矢量量化，或将编码数据再用平均信息量编码。关于LPC的讨论可在Itakura用Saito著的＂利用最相似频谱估算方法的语音分析/合成传输系统＂中(对声学学报的补充摘要，第231页，1967年)或在B.S.Atal及M.R.Schroeder著的(语音信号的预测编码＂中(第6层声索国际会议报道，C-5-4，1968年)看到。还有许多有关计算规则的著作，在这里不再专门给出。

子码字分配电路40的区域S_A的部分频带的直接PCM数据及来自平均信息量编码电路42的对其分配了区域S_B及S_C的部分频带的高效率码的子码字被提供给位流发生电路43。该位流发生电路43判断是否在对其已分配了区域S_B及S_C的部分频带的全部子码字中的已编好码，并将该判断信息以缓冲器反馈的方式传送给重量化器4。如果对其它已分配了区域S_B及S_C的部分频带的子码字中不能作出编码的信息通过缓冲器反馈的方式被提供了，则重量化器41利用减少重量化位数执行重量化，同时利用增加压缩效率执行重编码。编码表每次被更新，以便使用最佳表来执行编码。如果在重量化器41中重量化位数减少时，量化噪音将增大，尽管压缩效率改善了。

子码发生电路44由包括在编码表中的数据，重量化位数，比例系数，子码字分配信息或组长度信息产生子码。

以此方式，使所产生的波形数据的子码及位流被记录在记录介质上，例如一个CD盘上，和/或在传输通道上被传输。

现在来说明解码器(重播侧)。

编码了的位流被提供给图1B中的部分频带解码单元3。图16表示部分频带解码单元3的一个实施例。

子码字分解电路45接收子码并将其分解，以便取出对位流解码所需要的信息，例如子码分配信息，重量化位数，比例系数或编码表。

位流分解电路46接收位流，并基于由子码字分解电路45获得的子码字分配信息从位流中取出区域S_A，S及S_C的部分频带的信号。在这些信号中，区域S_A的部分频带的信号是直接PCM数据，因此它们从图1B的部分频带解码单元3直接地被输出。

平均信息量解码电路47接收来自位流分解电路46的区域S_B及S_C的部分频带的信号，并使用由子码分解电路45获得的码表对部分频带S_B及S_C的信号进行解码。

被解码数据提供给解量化器48。解量化器48使用子码分解电路45中获得的比例系数及重量化位数使解码后的数据进行解量化，以得到区域S_B及S_C的部分频带的信号作为部分频带解码单元3的输出。

以此方式获得的三个或两个部分频带的信息被传送到重播频带合成或连接单元4，以便合成原始单一频带。

参照图17，以下来详细说明与重播频带划分单元的实施例相对应的重播频带连接单元，在重播频带划分单元中输入信号被划分为三个部分频带。

在图17中，部分频带S_B输入信号被提供给IMDCT电路49。因为提供给IMDCT电路49的区域S_B的部分频带的信号是频域信号，它被IMDCT电路用IMDCT变换进行处理，由此恢复其时域数据。对于IMDCT的讨论可以从上述对于MDCT的参考文件中得到。来自IMDCT电路49的区域S_B的部分频带信号被提供给合成器53。区域S_A的部分频带信号也被提供给合成器53。因为区域S_B的部分频带信号是原始信号及区域S_A的部分频带信号之间的差值信号，该差值信号利用合成器53与区域S_A的部分频带的信号合成，以产生具有量化位数为22的信号。由合成器53获得的信号及区域S_C的部分频带的信号均被提供给一个合成滤波器51，它的典型特征是将低频区域及高频区域信号合在一起的反相正交镜象滤波器(IQMF)。该滤波器是一种能够将两个利用抽取减少到原始采样数一半的信号合成的内插式滤波器，用于还原到原始的采样数。对于IQMF的讨论可从以上给出的关于QMF的参考文件中得到。虽然也可以使用不同于IQMF的滤波器作为频带合成滤波器，但是当使用CQF用作频带分割时，则必须使用ICQF，因为频带合成滤波器是在编码器中频带分割滤波器的配对部分。所产生的输出是在重播频带连接单元4及整个系统的输出。

现在参照图18，来解释重播频带分割单元，它是构成用于将输入信号划分成三个部分频带的重播频带分割单元的配对单元。

在本实施例中，因为区域S_B的部分频带被PFB分成小的频带宽度，一个合成滤波器组56将小频带宽度还原成区域S_B的部分频带的原始带宽。该合成滤波器组被详细地描述在有关分析滤波器组的参考文件中。图18中的其余部分与图17中的那些部分相对应。

现在参照图19来详细解释重播频带连接单元，在其中区域S_B，S_C被组合成一个部分频带，它是重播频带划分单元的配对部分，而在重播频带划分单元中输入信号被划分成两个部分频带。

在图19中，由输入区域S_B，S_C组合的部分频带信号提供给IMDCT电路50。与图4中区域S_B的部分频带信号相类似地，由区域S_B及S_C组合的部分频带信号是频域数据，由区域S_B，S_C组合信号被IMDCT还原成时域数据。区域S_A的部分频带信号被提供给一个采样升频电路57。因为区域S_A的部分频带信号的采样频率被降频到44.1KHz，它是原始信号采样频率的一半，采样升频电路57使区域S_A的部分频带的信号升频到二倍的频率，即88.2KHz。虽然用于使44.1KHz的采样频率倍频到88.2KHz具有各种方法，但每隔一个采样插入一个＂0＂就足够了。由IMDCT电路50产生的信号及由采样升频电路57获得的信号均被提供给合成器55。合成器55将由IMDCT电路50产生的信号5由采样升频电路57获得的信号相合成，以产生重播频带连接单元4的输出信号。

在上述实施例中，由于以单元为基础进行处理，所以在重播数据的这种播放时间延迟期间，利用传统记录介质的读出速度不能适应该数据处理。为了克服这个缺陷，数据要以比传统记录介质的读出速度更快的速度被读出。例如，在CD的情况下，它以比通常读出速度更快的速度旋转，如以两倍于普通读出速度的速度。从盘上读出的数据暂时地被存储在一个存储器中，通过重播从该存储器中按顺序地读出数据和处理这些数据。这不仅消除了数据的时间延迟，而且加强了防止由振动所引起的声音间断的作用。利用一个纠错码与能够减少普通重播范围的读出误差以便防止音质变坏，在纠错码中在把低频范围记录为普通重播范围的MB侧上被加强。

本发明不限于上述的实施例，它也可以应用于利用通信装置或传输介质，例如ISDN，或一个记录介质，例如数字视频或IC卡的信息传输。在图20中，一个信号处理装置61把输入音乐信号分别地分成与区域S_A，S_B和S_C相关的低频范围信息信号、作为低频噪音减少信息的差值信息的区域和高频范围的信息信号，并且把这些信息信号记录在一个记录介质上或在一个传输线路62上传输该信息信号。从记录介质上产生的信号或从传输线路62上来的信号被重播或由一个信号处理装置63被接收，然后该装置63输出音乐信号或类似信号。

如果在MSB侧上加强的纠错码被利用，那么在传输期间传输距离被延长以致产生码误差的情况下可以减少传统重播频带的信号读出误差。

引入可量测性的原理也是可能的，利用该原理，根据在重播装置中硬件规模和传输距离可以选择可重播的部分频带。

也就是，在图21所示的实施例中，如果三个区域S_A，S_B和S_C的部分频带被记录在像CD或磁光盘这样的记录介质上，利用传统CD重播系统62，那以用传统CD重播系统62来重播区段S_A的部分频带的信号是可能的。如果能够重播区域S_B和偶然重播部分频带S_C的盘重播系统63被利用，那么能够用这个盘重播系统来重播区域S_A和S_B的部分频带的信号或区域S_B和S_C的部分频带的信号。当然能够用该盘播系统仅来重播区域S_A的部分频带的信号。另一方面，使用能够重播区域S_B和S_C的盘重播系统能够重播区域S_A，S_B和S_C的部分频带的信号。当然用这个盘重播系统能够重播区域S_A和S_B的信号或区域S_B和S_C的信号。

根据图22的实施例，如果从一个广播站75发射三个区域S_S，S_B和S_C的部分频带信号，那么靠近该站75的一个接收区76能够接收区域S_A，S_B和S_C总的部分频带信号。另一方面，离站75较远的接收区77能够接收区域S_A和S_B的部分频带信号或区域S_A和S_C的部分频带信号或在最坏情况下仅接收区域S_A的信号。

在上面的说明中，假设量化位的数目被分配给在时间轴上同一点上的一个信号的频率分量。然而，通过考虑在时间轴上其它区域的位分配可以进行更有效的位分配。

也就是，由于经过一段时间的信号被改变，如在图23A，23B和23C中所示，所以在其中具有高频范围信号和作为低频范围噪声减少信息的差值信息的一些记录区域具有足够的位，而其它记录区域仅有不足的位。为了尽可能不浪费的提供位分配，最好在沿着时间轴的不同单元之间进行位分配。

上面已经描述了用于把通过使整个频率范围分割或多个部分频带来从一个数字码中划分的子码的记录，传输和重播的方法，并且该方面将不再详细说明。但是，获得高频范围信号和低频范围差值信息的记录容量是本发明提出的问题。

图24示出了一种用于计算对于分配给每个子码字的有效位的位分配方法。

像语音或声音的信号这样的数字信号被提供给一个输入端123。用于CD的采样频率是44.1KHz，而用于在记录/重播装置的采样频率是88.2KHz。也就是，在记录/重播装置提供有由在0至44.1KHz的范围内的音频PDCM信号提供。进入到输入端123的数字信号提供给一个单元限制电路101。

CD格式具有在图3中所示的帧结构。对于高频范围分量的平均信息量编码，需要大量的采样作为一个输入。因此考虑到实时重播特征和为了便于数据读出，单元限制电路101把多个组，例如48个组，限制为一个单元。

这个输入信号被提供给一个由上述QMF表示的频带分割滤波器105。输入到频带分割滤波器105中的输入信号由QMF分割成上述提及的0至22.05KHz的低频范围和以22.05KHz至44.1KHz的高频范围。低频范围信号和高频范围信号分别提供给一个奇偶计算电路109和一个平均信息量计算电路120。

下面来说明低频范围和高频范围信号的处理。

低频范围信号是直接的PCM数据。在低频范围信号中官感冗余信号分量被求出，并且高频范围信号被叠加在这些冗余的信号分量上。功率计算电路9首先计算输入低频范围信号的功率。具有两种用于码字分离的方法。第一种方法是根据以采样为基础的功率来划分码字，如在图25A中所示，第二种方法是根据以单元为基础的功率来平均的划分码字。通过这些方法，该以采样为基础或以单元为基础的功率被求出，并且一个余量值被计算，该余量值规定了官感上允许白噪音电平的范围，也就是规定由噪音混合引起的电平变坏不被感觉出来的范围。也就是功率计算电路109的一个输出被提供给容许噪音计算电路112，然后该电路112根据输入功率来计算容许噪音。通过容许噪音阈值信号来控制输入信号功率与容许的白噪音的关系。阈值信号是一个由图28的比较器129提供的信号并且控制容许噪音量计算电路112，以便在可用位数显著地小于所需位数的情况下增加容许的噪音电平。

容许噪音量计算电路112的一个输出被提供给一个可用位数计算电路118，该电路118然后计算最大容许位数(码字长度)Ai，其中i是单元的数目，对于最大容许位数，由听的人不会感觉到混合到一个码字的LSB侧中的噪音。由于动态范围大约是98dB，所以用于CD的量化位数是16。例如，如果信号电平是0dB(16位满刻度)，并且直到最大值为-74dB的白噪音是容许的，那么如果1个位对应于大约6dB，则最大到4dB的噪音对于听的人来说是不可听见的。因此，如在图26A和26B所示，12位和4位分别地分配给16位码字长度的MSB侧和LSB侧。这就把待按时域划分的码字划分成两部分。

在本实施例中，由于通过划分时域信号来求出子码字，所以以时域信号来计算可用位数。然而，也可以用频域信号来进行子码字划分，如下面参照图27将说明的。

由频带分割滤波器106划分的低频范围信号提供给一个FFT电路124。为了把时域波形信号变换成频域频谱信号，在进行傅里叶(Fourier)变换(FFT)之前FFT电路124把例如赫明(Humming)窗提供给输入低频信号。通过在没有输入数据的输入低频范围信号的部分中插入＂0＂S来进行FFT操作。

FFT电路124的输出提供给容许噪音量计算电路14。容许噪音量计算电路14根据临界频带把由FFT电路124求出的频谱划分，并且考虑到所谓的遮掩作用来求出对于每个临界频带的容许噪音量。

类似于在图4中所示的遮掩阈值电路19，可以使用参照图5至7所解释说明的容许噪音量计算电路114。

可用位数计算电路119计算与容许噪音频谱对应大小的最大容许位数Ai，也就是可分配到高频范围的频谱。

下面将说明在图24中所示的频带分割上获得的高频范围信号处理。从频带分割滤波器105来的高频范围信号提供给一个平均信息量计算电路120。该平均信息量计算电路120计算在每个单元中的平均信息量。求出平均信息量的目的在于：在进行包括霍夫曼(Huffman)编码的平均信息量编码的情况下，能够估算被编码的信号的码长度，其中霍夫曼编码被认为是在用于高频范围信号的高效编码的最有效的方法之列。按下列来计算平均信息量：

在求出对于各个需要待编码的信息源的各个信息源符号出现的概率Pi之后，由下列等式(2)可以求出平均信息量： $H=-\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}^{i\log 2}{P}^i---\left(2\right)$ 在上面的等式中，m是信息源数。当用这种方式求出平均信息量时，由等式(3)得到信息源的平均码长度：

L≤H                   ……(3)

例如，如果有8位数据和一个用二进制补码表示的信号能够假设是从-128至127的值，那么对于一个区域n可以求出出现pi的概率。通过在上面的等式(2)中设置M＝256可以求出平均信息量。然而，由于对于出现Pi的概率是零不能够进行对数计算，因此为了计算把p^i1ogpⁱ设置为零。

在平均信息量计算电路120中求出的平均信息量被提供给一个规定的位数计算电路122。该规定的位数计算电路122求出规定用于记录单元的高频范围信号的总位数Ri。用于求出规定位数Ri的等式是：

Ri＝[N×Hⁱ]              ……(4)其中[N]代表不小于N的最小整数。

用这种方式，在从一个单元至另一个单元的整个单元范围内可以求出可用位数Ai和规定位数Ri。该可用位数Ai和规定位数Ri分别提供给一个可用位数加法电路127和一个规定位数加法电路128。可用位数加法电路127和规定位数加法电路128分别地计算可用位数Ai的总和SA和规定位数Ri的总和SR。

由可用位数加法电路127和规定位数加法电路128求出的位数总和SA，SR被提供给一个比较器129以便相互比较。如果可用位数的总和SA明显地小于规定位数的总和SR，那么为了增加用于记录高频范围信号的容量需要增加容许的噪音量以便来增加可用位。然后，该比较器129产生一个阈值信号和把该产生的信号传送给一个容许噪音量计算电路113。该容许噪音量计算电路113根据传送给它的阈值控制信号再次计算容许的噪音量。相反地，如果可用位数的总和SA明显地大于规定位数的总和SR，那么不需要提供用于高频范围记录的较大容量，因此，在这样的情况下，容许的噪音量被减少。比较器129类似地产生一个传送给容许噪音量计算电路113的阈值控制信号。该容许噪音量计算电路根据提供它的阈值控制信号再次计算容许噪音量。然而，如果为了求出可用位数，容许噪音量被减少并且逐渐地被增加，以便尽可能不增加在低频范围侧中音质变坏。

作为由规定的位数加法电路128求出的位数总和SR提供给一个规定的位数比计算电路130。规定位数比计算电路130利用下列等式(5)由SR值来计算能够分配给各个单元的位数比：

RRⁱ＝Rⁱ/SR                      …(5)

作为由规定位数比计算电路130求出的位数比RRⁱ和比较器电路129(规定位数的总和SA)的一个输出被提供给一个位分配计算电路131，然后，该电路131根据下列等式(6)来计算用于来自SA和RRⁱ值的单元的分配的位数。

ASⁱ＝RRⁱ×SA              ……(6)

作为由位分配计算电路131求出的分配位数ASⁱ被用作为在高效编码的高频范围信号上每个单元中位数和的一个上限。

因此已求出的阈值控制信号、可用位数Aⁱ和位分配数ASⁱ需要被记录在记录介质上以便被用作为用于记录/重播的码字分割。这些信号被分配到和记录在子码R至W中，同时被偶然地用作为图解数据的子码R至W通常不被用作n格式。

虽然在本实施例中每个单元的组长度是可变的，但是如果不发音部分继续存在，那么每个单元的组长度也是可变的。在这样的情况下，利用这样的编码可以实现更有效的记录，在该编码中设置一个具有最低平均信息量的组长度，以便于该组长度是一个单元长度。在这种情况下，该单元长度需要被记录并且通过在子码中对其进行分配来传输。

上面的说明是结合处理在图24中所示的频带分割时域信号上获得的高频范围信号进行的。图27中所示的在频带分割频域信号上获得的高频范围信号的处理可以用类似的方法被进行，因而在此不再详细说明。

下面将解释说明一种利用沿时间轴进行分割的一个编码器(记录侧)和一个解码器(重播侧)的实施例如在图24中所示，和一种利用沿频率轴进行分割的一个编码器(记录侧)和一个解码器(重播侧)的实施例，如在图27中所示。在这些实施例中，输入信号被划分成两个频带，也就是一个低频范围频带和一个高频范围频带。

图29是一个表示利用沿时间轴进行分割的编码器(记录侧)的实施例的方框图，而图30是一个表示利用沿时间轴进行分割的解码器(重播侧)的实施例的方框图。首先参照图29来说明编码器(记录侧)。

在这个图中，一个输入信号提供给一个单元限制电路103，然后该电路103把几个组限制为一个单元。该单元限制电路103的输出提供给一个频带分割滤波器107。该频带分割滤波器107例如由用于把输入信号分割成低频范围信号和高频范围信号的QMEs组成。

从频带分割滤波器107来的低频范围信号按顺序地提供给一个功率计算电路110和一个容许噪音量计算电路115。由频带分割获得的低频范围信号的处理是类似结合图24所描述的处理。也就是，功率计算电路110计算输入低频范围信号的功率。功率计算电路110的输出提供给容许噪音量计算电路115，然后该电路115根据由功率计算电路110求出的功率来计算容许噪音量。从而功率计算电路115决定在那一点上一个数字码字应被划分。利用一个在图24和28所述的前面求出的阈值控制信号来控制容许噪音量计算电路115。

另一方面，从频带分割滤波器107来的高频范围信号提供给一个重量化电路132。由于高频范围信号在信号电平上一般低于低频范围信号，所以重量化电路132利用小于16的位数使输入高频范围信号重新量化，其中该位数是用于CD的位数，小于16的位数例如为8位，以便减少直接PCM数据的信息量。

重量化位数被分配给一个通常不用的子码。从重量化电路132来的重新量化的数据提供给一个平均信息量编码电路134，然后该电路134利用像霍夫曼(Huffman)编码这样的编码技术对重量化位进行编码。根据适合于分配与各个采样值相关的码的码表来进行平均信息量编码。利用这个以单元为基础公式化的码表来计算在每个单元中出现各个采样的频率，并且一个较短长度的码被分配给一个具有较高出现频率的采样值。从波形数据中分离出的码表被分配给一个通常不用的CD格式的子码。从平均信息量编码电路134来的编码数据提供给一个总位数计算电路136。该总位数计算电路136对利用平均信息量编码已经压缩的高频范围信号的位数进行计算。

从频带分割滤波器107(直接PCM数据)来的低频范围信号、容许噪音量计算电路115的输出，从平均信息量编码电路134来的编码数据、总位数计算电路136的输出和分配的位数均提供给一个位再分配电路138。该重分配电路138根据从容许噪音量计算电路115来的容许噪音量来分割一个低频范围码字和把高频范围数据分配给该码字的LSB侧。在这时，位重分配电路138根据单位数和先前求出的，如结合图24和28所描述的已分配的位数来确定记录容量。如果总位数超过分配的位数(溢出)，所有编码的数据不能被分配。因此，该位重分配电路138把溢出的编码数据带到下一个单元。因而位重分配电路138偶然地被提供有先前单元的编码数据。如果总位数小于分配的位数(下溢)，那么在分配容量中具有余量。在这样的情况下，一个记录识别电路140有时接收来自下一个单元的编码数据。也就是，该记录识别电路140暂时地把输入数据存储到一个缓冲器中并且把从位重分配电路138来的下一个单元的数据加到存储的数据上，以便把所产生的数据作为波形数据输出。

分配位数，阈值控制信号、编码表或重量化数据被提供给一个子码产生电路，该子码产生电路在图29中没有示出，但在图12中示出了，以便它们被分配到一个预置子码区域。

如果可分配到低频范围的限定位数被达到，那么编码器(记录侧)输出用于记录在CD上的数据。

下面参照图30来解释说明解码器(重播侧)。

波形数据被提供给功率计算电路112，然后，如果数据以采样为基础或以单元为基础已被达到，那么该功率计算电路112以采样为基础或以单元为基础来计算输入波形数据的信号功率。功率计算电路112计算在用于高频范围信号的记录期间在LSB侧上有多少位已被使用。利用一个子码分解电路从子码中分解出分配位数、阈值控制信号，编码表和量化位数，在图30中没有示出子码分解电路，但在图16中示出了该电路。一个码字分割电路142根据对应于来自功率计算电路112的功率求出的位数来分割一个码字。由码字分割产生的一个MSB侧码字和一个LSB侧码字被分别地用作为低频范围侧数据和高频范围侧数据。被分割码字的低频范围数据作为16位直接PCM数据直接地被传送给频带合成滤波器144。应用于码字分割的高频范围侧的低频范围数据的LSB部分被装入零，如在图26中所示的。另一方面，为了接近原始信号应用了线性内插法或由数字滤波器来插入，以便减少在低频范围侧中的音质变坏。高频范围侧信号被提供给一个分配检验电路146。分配检验电路146以分配的位数中检验在当前单元中的编码数据是否被包含在先前单元和/或在随后单元中，或先前单元和/或随后单元的编码数据是否被包含在当前单元中。编码数据提供给一个平均信息量解码电路148。该平均信息量解码电路148读出在平均信息量编码时记录在子码中的编码表并且把编码的数据解码成直接的PCM数据。如果由分配检验电路146检验的结果是：当前单元的编码数据被包含在先前单位和/或随后单元中，那么规定的编码数据从分配检验电路提供给平均信息量解码电路148。也就是，如果当前单元的编码数据被包含在先前单元中，那么已包含在先前单元中的当前单元的编码数据被暂时地存储在分配检验电路146中，以致于当该数据在平均信息量解码电路148被使用时，该存储的数据将被提供给平均信息量解码电路148并且由该平均信息量的码电路148来解码。另一方面，如果当前单元的编码数据被包含在随后单元中，那么当前单元的编码数据被暂时地存储在分配检验电路146中，以致于当包含在随后单元中的当前单元的编码数据从分配检验电路146提供给平均信息量解码电路148，该平均信息量解码电路148对该编码数据进行解码。如果当前单元的编码数据被包含在先前和随后两个单元中，上面的两个操作同时地被进行。

从平均信息量解码电路148来的解码数据被提供给一个放大器150。由于由平均信息量解码电路148解码的直接的PCM数据是重新量化的数据；所以它在幅值上小于原始数据。因此，放大器150根据分配给子码的再量化位数对解码的数据进行解量化，以便还原16位数据，随后，该16位数据被提供给频带合成滤波器144。该频带合成滤波器144由一个IQMF作为例子来说明并且把低频和高频范围信号合成在一起。这个滤波器是一个内插滤波器和把包含有作为提取结果的一半采样数的信号合成，以便还原原始采样数。

虽然除IQMF以外的滤波器可以被用作为频带合成滤波器，但是，如果QMF被用于频带分割，由于频带合成滤波器是频带分割滤波器的配对部分，所以必须使用IQMF。

在图29和30的实施例中，用于平均信息量的编码表从一个单元至一个单元地被制订并且分配给一个子码。另一方面，该编码表预先被存储在记录和重播侧上存储器中备有的每个ROMs中，以致于从这些ROMs中读出编码表用于编码和解码。这个替换的方法其优点在于：不需要在子码中记录大量的编码表，用于编码表的容量在减少单元大小时几乎不陷入补缺，并且由于仅规定被使用表的码被分配给子码，所以不可能产生子码读出误差。此外，由于用于高频范围数据再量化的位数可以从对其已经使用编码表的信息中得知，所以不需要记录不同于在图29和30中所示实施例的重量化位数。

下面解释说明一种利用沿在图27中所示的频率轴进行分割的实施例。

图31是一个表示利用沿频率轴进行分割的编码器(重播侧)的一种实施例的方框图，而图32是一个表示利用沿频率轴进行分割的解码器(重播侧)的一种实施例的方框图。

在图31和32中分别地示出了编码器(记录侧)和解码器(重播侧)，下列部分不同于在图29和30中所示的部分，而其余部分类似于图29和30中的部分。在编码器(记录侧)中，从频带分割滤波器108来的低频范围信号被提供给一个FFT电路125，随后该电路125把低频范围信号转换成在频率轴上的频谱信号。一个容许噪音量计算电路116把频谱分割成临界频带并且从一个临界频带至另一个临界频带对容许噪音量进行计算。最后，从记录识别电路141来的数据被提供给一个IFFT电路152，随后，该电路152把频域数据变换成时域波形数据。在解码器(重播侧)中，输入信号由一个码字分割电路143上游的FFT电路126变换成在频率轴上的频谱信号。利用一个容许噪音量计算电路117来求出容许的噪音量。码字分割电路143把从FFT电路126来的频谱分割成码字。另一方面，频域数据利用在频带合成电路上游的IFFT电路152被变换成时域波形数据。

本实施例不同于图29和30的实施例并且在其它方面与它们是类似的，因此，在此时它们公用的部分不再给予说明。然而，如果在本实施例中将进行FFT，那么如果单元长度没达到2n，数据零被装入，并且在执行IFFT的时候冗余的数据需要被切除。

虽然作为一种用于高频范围信号的信息压缩的方法来进行平均信息量编码，但是利用线性预测编码(LPC)也能够进行记录。线性预测编码(LPC)是以语言波形与过去几个采样相关的原则为基础并且认为在某一时间点上语言S¹，S²，…的离散时域采样的采样值是过去的P数据的线性偶合，并且可以由下式近似计算： $\mathrm{Sn}=-\underset{k-1}{\overset{p}{\mathrm{\Σ}}}{a}^k{S}_{n-k}---\left(7\right)$ 其中偶合系数a^k是一个线性预测系数，P是预测的序数，而在实值和近似值之间的一个误差eⁿ是一个预测的余量。如果由LPC的预测是成功的，那么余量功率变小以致于可以利用一个低位速度进行传输。为了解码，如果一个利用线性预测系数的滤波器被形成并且余量被输入，那么可以利用下列等式来还原原始波形： $\mathrm{Sn}=e^n+\underset{k-1}{\overset{p}{\mathrm{\Σ}}}{a}^k{S}_{n-k}---\left(8\right)$

除了平均信息量编码或LPC以外，也可以利用用于分配高频范围信号，包括ADPCM的非线性量化和矢量量化的方法，或目的在于求出在频率轴上的官感信息以便求出遮掩的方法，或用于实现高效编码的方法。利用上面方法获得的码可以由均匀信息量编码进一步被编码。

在上述的任一实施例中，处理是以单元内基础被进行的，从而，如果使用具有用于重播的传统记录介质的读出速度，那么该处理不能够被适应，这将产生数据时间延迟。为了解决这个问题，要以比用于记录介质的传统读出速度更快的速度读出数据。在CD的情况下，为了读出数据要以两倍于普通读出速度的速率旋转。因而，从该盘上读出的数据在它被重播的同时被处理。

虽然上面的描述是参照CD进行的，但是本发明可以适用于一种用于DAT的数字音频盒式介质或一种传输系统，例如广播。此外，本发明不仅可能可以被用于音频信号也可以用于视频信号。

从上面的描述中已经看到，根据本发明的数字信号处理方法是这样的一种方法，即：输入数字信号的整个频带被分割成多个部分频带。这些部分频带被分配到从输入数字信号的一个码字划分的多个子码字中，和用于在至少一个部分频带中减少噪音的信息被分配给一个子码字，该子码字被分配给一个除其噪音待被减少的部分频带之外的部分频带。因此减少在待记录或待传送的部分频带中的噪音变为可能，以便达到适合于原始信号的码字长度的音质。从而能够把信息量作为一个整体来压缩以便记录用于高频范围的信息，同时维持低频范围信号的质量。

也就是，根据本发明，利用把普通重播频带分配给具有比由分割普通直接PCM码字所产生的普通直接PCM码字更短的码字长度的直接PCM信号所产生的量化噪音将被减少。作为用于减少该量化噪音的信息，可以利用在具有传统码字长度的直接PCM信号和具有减小的码字长度的直接PCM信号之间的差值。

因此，通过把一个子码字分配给这个差值信号，能够防止在量化噪音中信号质量的变坏。然而，就信息容量而言，记录自身的差值信号决不不同于传统码字长度，以致于记录超过普通频带宽度的信号变为不可能。

如果输入数字信号是一个音频信号，那么人类听觉系统的生理音质感觉特征可被利用，以便仅取出被认为使信号质量变坏的信号分量来得到一个用于记录超过普通频带的信号的区域。通过分配与超过普通频带的信号分离的一个子码字，或通过把该信号分量与超过普通重播频带的信号相结合来记录这些信号分量。为了记录，利用生理音质感觉特征取出的，并且，被认为是影响音质的直接PCM数据的信号部分不能够被记录在传统记录容量中，以致于利用在记录之前的高效编码来把该信号部分在信号容量上进行压缩。

因而，利用上述方法能够减小在记录有直接PCM信号的频带部分中的噪音，以便达到等效于利用原始PCN码字获得的音质。从而记录高频范围信息及维持用于低频范围侧的音质变为可能。

因而，根据本发明，可以重播具有一个两倍于重播频带的信号，同时维持传统记录介质的记录容量。通过分割频谱和记录具有直接PCM信号的低频范围部分，利用一个传统的重播装置能够重播普通的重播频带，同时对传统的重播装置和本发明的重播装置不需要设置单独的记录介质。如果，利用传统的重播装置从记录介质中读出数据以便取出位流，那么通过仅仅附加本发明的重播装置处理的信号处理部分可以重播高频范围部分。

由于在由附加权利要求所限定的本发明的精神之内本发明在许多方面可以被变型，所以本发明不限于已描述的说明性的实施例。

Claims (37)

1.一种数字信号的处理方法，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理，该方法包括步骤：

将输入数字信号的整个频带划分成多个部分频带；和

将每个部分频带的信号分配给以输入数字信号的码字划分开的多个子码字；

其中，在分配步骤中，用于在至少一个部分频带中减少噪音的信息被分配给与对其分配了待减少噪音的部分频带的信号的子码不同的子码字。

2.根据权利要求1的数字信号的处理方法，其中，在所述分配步骤中，用于减少噪音的信息及除待减少噪音的部分频带之外的部分频带的信号被分配给对其分配了除待减少噪音的部分频带以外的部分频带的信号的子码字。

3.根据权利要求2的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，用于减少在所述子码字中的噪音的信息与除待减少噪音的部分频带之外的部分频带的信号之间的位分配比被固定。

4.根据权利要求2的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，用减少在所述子码字中的噪音的信息与除待减少噪音的部分频带之外的部分频带的信号之间的位分配比是可变的。

5.根据权利要求1的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，用于所述子码字分配的位数是可变的。

6.根据权利要求5的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，根据部分频带信息和用于减少噪音的信息动态地进行位分配。

7.根据权利要求5的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，输入数字信号的多个码字被分成一个组并且从组到组可变地进行位分配。

8.根据权利要求1的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，根据部分频带信息和用于减少噪音的信息组的长度是可变的。

9.根据权利要求1的数字信号处理方法，其中，从待减少噪音的部分频带的信号和从一个直接PCM位速率比待减少噪音的频带的信号的位速率更高的信号得到差值信息。

10.根据权利要求1的数字信号处理方法，其中，在比待减少噪音的部分频带的信号中的直接PCM位速率更高的信号和除待减少噪音的频带之外的信号之间获得差值信息，和在所述分配步骤中，该差值信息被分配给一个与对其分配了待减少噪音的频带的信号的子码字不同的子码字。

11.根据权利要求10的数字信息处理方法，其中，利用高效编码对该差值信息进行编码，以便减少该差值信息的信息量。

12.根据权利要求11的数字信息处理方法，其中，利用官感信息对该差值信息进行编码，以便减少该差值信息的信息量。

13.根据权利要求11的数字信息处理方法，其中，利用平均信息量编码对该差值信息进行编码，以便减少用于获得可变位速率信息的差值信息的信息量。

14.根据权利要求11的数字信号处理方法，其中，利用线性预先编码对该差值信息进行编码，以便减少用于获得固定的位速率信息的差值信息的信息量。

15.一种用于把分割成多个部分频带的信号解码成一个数字信号的方法，包括步骤：

从每个子码字中分割至少一个待减少噪音的部分频带的信号和用于在待减少噪音的部分频带中减少噪音的信息。

把用于减少噪音的信息和待减少噪音的部分频带的信号结合起来，以便获得噪音已被减少的数字信号。

16.一种数字信号处理装置，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理，包括：

频带分割装置，用于把输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带；和

部分频带编码装置，用于把用于减少来自频带分割装置的至少一个部分频带的噪音的信息分配给一个与对其分配了待减少噪音的部分频带的信号的子码不同的子码。

17.根据权利要求16的数字信号处理装置，进一步包括：差值信息产生装置，用于从由所述频带分割装置分割的多个部分频带的至少一个部分频带的直接PCM信号中和从所述部分频带的已减少码字长度的直接PCM信号中产生差值信息，以便产生用于减少噪音的信息。

18.根据权利要求16的数字信号处理装置，进一步包括高效编码装置，用于对该差值信息进行编码以便减少该差值信息的信息量。

19.根据权利要求16的数字信号处理装置，进一步包括：用于产生代表官感冗余分量的信息的装置，和用于根据由所述产生装置来的信息压缩差值信息以便减少所述差值信息的信息量的装置。

20.根据权利要求16的数字信号处理装置，进一步包括：用于通过平均信息量编码对差值信息进行编码以便于减少用于获得可变位速率信息的差值信息的信息量的装置。

21.根据权利要求16的数字信号处理装置，进一步包括：用于通过线性预先编码对差值信息进行编码以便于减少用于获得可变位速率信息的差值信息的信息量的装置。

22.一种数字信号处理装置，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理，包括：

频带分割装置，用于把输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带；和

部分频带编码装置，用于把各个部分频带的信号分配给在划分输入数字信号的一个码字的基础上获得的至少两个子码字，即第一个子码字和第二个子码字；

其中所述部分频带编码装置把待减少噪音的部分频带的信号分配给所述第一子码字，同时把用于减少在分配给一预置子码字的部分频带的信号中的噪音的信息分配给一个不同于所述第二子码字的子码字。

23.根据权利要求22的数字信号处理装置，其中，所述部分频带编码装置把待减少噪音的部分频带的信号分配给在码字的MSB侧上设置的所述第一子码字，同时把用于减少在分配给所述第一子码字的部分频带的信号中噪音的信息分配给一个在码字的LSB侧上设置的子码。

24.一种数字信号解码装置，用于对来自一个分割成多个部分频带的信号的数字信号进行解码，包括：

用于从一个子码字中分割至少一个待减少噪音的部分频带的信号和分割用于减少在所述至少一个部分频带中噪音的信息的装置；和

用于把用于减少噪音的信息和待减少噪音的部分频带的信号合成的装置。

25.一种记录介质，在该记录介质中记录有利用一种设计用于处理一输入数字信号的数字信号处理方法所产生的信号，以致于在把一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的各个部分频带将被分配给由输入数字信号的一个码字分割的多个子码字；其中，

用于减少在至少一个所述部分频带中的噪音的信息被分配给对其分配了所述部分频带的一个子码字。

26.一种数字信号传输方法，用于传输在将一个输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号，包括步骤：

把输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带；和

把每个部分频带的信号分配给由输入数字信号的一个码字分割出的多个子码字；

其中，在所述分配步骤中，用于在至少一个部分频带中减少噪音的信息被分配给一个与对其已分配了待减少噪音的部分频带的信号的子码字不同的预置子码字；并且所述至少一个待减少噪音的部分频带的信号和用于在所述至少一个部分频带中减少噪音的信息被传输。

27.一种数字信号的处理方法，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理，该方法包括步骤：

形成每个单元包括输入数字信号的多个码字的单元；

从一个单元到另一单元地把从所述单元形成步骤来的信号的整个频率分割成多个部分频带；和

把从所述频带分割步骤得到的每个单元的至少一个部分频带的信号分配给多个单元的子码字，或把在多个单元的每个单元中的至少一个部分频带的信号分配给一个子码字。

28.根据权利要求27的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，在至少一个部分频带中用于减少噪音的信息被分配给多个单元的子码字，或在多个单元中用于减少至少一个部分频带的噪音的信息被分配给一个子码字。

29.根据权利要求27的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，在每个部分频带中的子码字长度信息被接收，并且根据该子码了长度信息固定地分配在每个部分频带中的子码字长度。

30.根据权利要求27的数字信号处理方法，其中，在所述分配步骤中，在每个部分频带中的子码长度信息被接收，并且根据该子码字长度信息可变化地分配在每个部分频带中的子码字长度。

31.根据权利要求27的数字信号处理方法，其中，当对于在每个单元中的一个给定的部分频带的需要的子码字长度的总和明显地小于或大于分配给所述部分频带的子码字的总和时，在所述分配步骤中接收的子码长度信息量在增加或减少分配给在每个单元中一个给定部分频带的子码字长度的基础上获得的信息。

32.根据权利要求27的数字信号处理方法，其中在所述分配步骤中，根据对于预先在所有单元中得到的每个部分频带所需要的子码字长度，一个子码字被分配给每个单元的一个部分频带。

33.一种数字信号处理装置，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理，该装置包括：

用于形成单元的装置，每个单元包括输入数字信号的多个码字；

用于把从所述单元形成装置来的信号的整个频率分割成多个部分频带的装置；和

用于把从部分频带分割装置来的至少一个部分频带的信号分配给多个单元的子码字或把多个单元的每个单元中的至少一个部分频带的信号分配给一个子码字的装置。

34.根据权利要求33的数字信号处理装置，其中，所述分配装置把用于在至少一个部分频带中减少噪音的信息分配给多个单元的子码字或把用于在多个单元中减少至少一个部分频带的噪音的信息分配给一个子码字。

35.一种数字信号处理装置，用于对在将一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理，该装置包括：

用于形成单元的装置，每个单元包括输入数字信号的多个码字；

用于把从所述单元形成装置来的信号的整个频带分割成至少低频范围信号和高频范围信号的装置；

用于利用减少所述高频范围信号的信息量的高效编码对所述高频范围信号进行编码以便减少在所述低频范围信号中噪音的装置；和

用于把从用于在所述低频范围信号中减少噪音的所述高效编码装置来的信息分配给多个单元的子码字或把从用于在多个单元中的所述低频范围中减少噪音的所述高效编码装置来的信息分配给一个单独的子码字的装置。

36.一种记录介质，在该记录介质中记录有利用一种设计用于处理一输入数字信号的数字信号处理方法所产生的信号，以致于在把一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的各个部分频带将分配给由输入数字信号的一个码字分割的多个子码分割的多个子码字；

其中，当以单元为基础分配所述部分频带的信号时，至少一个部分频带信号被分配给多个单元的子码字，或在多个单元的每个单元中的至少一个部分频带的信号被分配给一个子码字。

37.一种数字信号传输方法，用于传输一个在对依次在把一输入数字信号的整个频带分割成多个部分频带的基础上获得的信号进行处理所得到信号，该方法包括步骤：

形成每个单元包括输入数字信号的多个码字的单元；

从一个单元到另一个单元地把从所述单元形成步骤得到的信号的整个频率分割成部分频率；和

把来自所述频带分割步骤的每个单元的至少一个部分频带的信号分配给多个单元的子码字，或把在多个单元的每个单元中的至少一个部分频带的信号分配给一个子码字。

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