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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals und insbesondere auf eine Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals, die ein Format eines durch
Kompression oder dergleichen codierten Sprachsignals zwischen zwei
verschiedenen Sprachcodierungs-/Sprachdecodierungssystemen umsetzt.
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung
Nr. 2000-052037, eingereicht am 28. Februar 2000.
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Beschreibung
des verwandten Gebiets
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Während die
Kommunikationstechnologie in den letzten Jahren fortschreitet, werden
Sprachsignale allgemein auf codierte Weise unter Verwendung eines
Kompressionsverfahrens oder dergleichen behandelt, was eine Umsetzungsvorrichtung
für das Format
eines codierten Sprachsignals erfordert, die ein Signalformat der
durch das Kompressionsverfahren oder dergleichen codierten Sprachsignale
umsetzt. Wenn das Format des codierten Sprachsignals unter Verwendung
dieser Umsetzungsvorrichtung für das
Format eines codierten Sprachsignals umgesetzt wird, ist es erwünscht, dass
die Umsetzung des Signalformats durch Berechnungen in verringerten
Mengen erfolgen kann. Darüber
hinaus wird die Technologie für
das Umsetzen von Signalformaten dieser Art nicht nur auf Sprachsignale,
sondern auch auf Bildsignale angewendet.
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Ein
Beispiel einer herkömmlichen
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Signals, die so beschaffen ist, dass
sie ein Format eines durch ein Kompressionsverfahren oder dergleichen codierten
Bildsignals durch Berechnungen in verringerten Mengen umsetzt, ist
z. B. in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei
10-336672 offenbart. Die herkömmliche
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Signals, wie sie in 6 gezeigt
ist, besteht aus einem Decodierungsabschnitt 51, aus einem
Bewegungsvektorspeicher 52, aus einem Auflösungsumsetzungsabschnitt 53 und
aus einem Codierungsabschnitt 54 mit einem Bewegungskompensationsabschnitt 55 und
einem Codie rungsverarbeitungsabschnitt 56.
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In
den oben beschriebenen Konfigurationen wird ein codiertes Bewegtbild
(Bildsignal), das aus einem MPEG-2-Videoeingangssignal (Motion Picture Experts
Group 2-Videoeingangssignal) über
einen Eingangsanschluss 61 besteht, durch den Decodierungsabschnitt 51 in
sein ursprüngliches
Bewegbild decodiert und gleichzeitig ein Bewegungsvektor, der zur
Zeit der Codierung vorhanden war und in den jeweiligen codierten
Daten enthalten ist, in dem Bewegungsvektorspeicher 52 gespeichert.
Das decodierte Bewegbild wird in den Auflösungsumsetzungsabschnitt 53 eingegeben
und, nachdem es so bemessen worden ist, dass es durch ein Verfahren
behandelt werden kann, in dem das eingegebene Bewegbild durch den
Auflösungsumsetzungsabschnitt 53 umcodiert
wird, weiter in den Codierungsabschnitt 54 eingegeben.
In dem Codierungsabschnitt 54 wird das Bewegbild anhand
des durch den Bewegungskompensationsabschnitt 55 erfassten
Bewegungsvektors aus dem Bewegungsvektorspeicher 52 umcodiert und
daraufhin über
einen Ausgangsanschluss 62 an äußere Kommunikationsvorrichtungen
oder dergleichen ausgegeben.
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Allerdings
hat die in der obigen offen gelegten japanischen Patentanmeldung
Nr. Hei 10-336672 offenbarte herkömmliche Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Signals ein Problem dahingehend, dass diese
Vorrichtung, da sie für
die Umsetzung des Formats von Bildsignalen vorgesehen ist, die aus
Bewegbildern bestehen, nicht auf Sprachsignale angewendet werden
kann, die keine Informationen über
Bewegungsvektoren enthalten. Somit wird stark erwartet, dass eine
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals realisiert wird, die ein
Format eines Sprachsignals durch Berechnungen in verringerten Mengen
umsetzen kann.
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In
der herkömmlichen
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals ist allgemein eine Decodierungsvorrichtung
mit einer Codierungsvorrichtung in Reihe geschaltet. Wenn z. B.
ein Format eines codierten Sprachsignals, das durch eine Codierungsvorrichtung
komprimiert worden ist, die in Übereinstimmung
mit einem ersten Codierungs-/Decodierungssystem (Sprachcodierungs-/Sprachdecodierungssystem)
arbeitet, in ein Format umgesetzt wird, das durch eine Decodierungsvorrichtung
decodiert werden kann, die in Übereinstimmung
mit einem zweiten Codierungs-/Decodierungssystem (Sprachcodierungs/Sprachdecodierungssystem)
arbeitet, wird zunächst
ein codiertes Sprach signal, dessen Format nicht umgesetzt worden
ist, durch die Decodierungsvorrichtung, die in Übereinstimmung mit dem ersten
Codierungs-/Decodierungssystem arbeitet, decodiert und ein Sprachsignal
erhalten. Daraufhin wird das erhaltene Sprachsignal unter Verwendung
der Codierungsvorrichtung, die in Übereinstimmung mit dem zweiten
Codierungs-/Decodierungssystem arbeitet, codiert und ein codiertes
Sprachsignal erhalten, das durch die Decodierungsvorrichtung, die
in Übereinstimmung
mit dem zweiten Codierungs-/Decodierungssystem arbeitet, decodiert
werden kann. Als die Decodierungsvorrichtung und als die Codierungsvorrichtung,
die die herkömmliche
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals bilden, können im
Allgemeinen vorhandene, verfügbare
Decodierungs- und Codierungsvorrichtungen verwendet werden.
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Das
obige erste Codierungs-/Decodierungssystem ist so beschaffen, dass
es z. B. in Übereinstimmung
mit irgendeinem der folgenden Systeme arbeitet: MPEG-Audiosystem, MPEG-2AAC-System und
Dolby-AC-3-System. Das obige zweite Codierungs-/Decodierungssystem
ist ebenfalls so beschaffen, dass es in Übereinstimmung mit irgendeinem
der folgenden Systeme arbeitet: MPEG-Audiosystem, MPEG-2AAC-System
und Dolby-AC-3-System, wobei aber, obgleich sowohl das erste als
auch das zweite Codierungs-/Decodierungsverfahren in Übereinstimmung
mit irgendeinem dieser drei Systeme betrieben werden, die Konfigurationen
des ersten Codierungs-/Decodierungssystems verschieden von jenen
des zweiten Codierungs-/Decodierungssystems sind.
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Das
MPEG-Audiosystem ist z. B. ausführlich beschrieben
in "ISO/IEC/11172-3,
Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media
at up to about 1.5 Mb/s" (im
Folgenden als "Literaturhinweis
1" bezeichnet).
Das MPEG-2AAC-System ist z. B. ausführlich beschrieben in "ISO/IEC/13818-7,
Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information,
1993" (im Folgenden
als "Literaturhinweis
2" bezeichnet).
Das Dolby-AC-3-System ist z. B. ausführlich beschrieben in "Advanced Television
Systems Committee A152, Digital Audio Compression Standard (AC-3),
1995 (im Folgenden als "Literaturhinweis
3" bezeichnet).
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Anhand
von 5 werden nachfolgend Konfigurationen einer herkömmlichen
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals beschrieben. Wie in 5 gezeigt
ist, ist in der herkömmlichen
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals eine erste Decodierungsvorrichtung 310, die
so beschaffen ist, dass sie in Übereinstimmung
mit einem ersten Codierungs/Decodierungssystem arbeitet, mit einer
zweiten Codierungsvorrichtung 320, die so beschaffen ist, dass
sie in Übereinstimmung
mit einem zweiten Codierungs/Decodierungssystem arbeitet, in Reihe
geschaltet. Ein Sprachsignal, das im Voraus mit dem ersten Codierungs-/Decodierungssystem
decodiert worden ist, wird, nachdem es durch die erste Decodierungsvorrichtung 310 decodiert
worden ist, durch die zweite Codierungsvorrichtung 320 codiert,
wobei es durch eine Decodierungsvorrichtung decodiert werden kann,
die so beschaffen ist, dass sie in Übereinstimmung mit dem zweiten
Codierungs-/Decodierungsverfahren arbeitet.
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Die
erste Decodierungsvorrichtung 310 enthält einen Erzeugungsabschnitt 311 für ein abgebildetes
Signal, einen inversen Abbildungsumsetzungsabschnitt 312 und
einen Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 313.
Selbst wenn durch die erste Decodierungsvorrichtung 310 irgendeines
der folgenden Systeme genutzt wird: MPEG-Audiosystem, MPEG-2AAC-System
und Dolby-AC-3-System,
sind die Konfigurationen der ersten Decodierungsvorrichtung 310 für irgendeines
der drei Systeme gemeinsam. Dagegen ändern sich die Konfigurationen
des Erzeugungsabschnitts 311 für ein abgebildetes Signal,
des inversen Abbildungsumsetzungsabschnitts 312 und des
Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitts 313 in
Abhängigkeit
von jedem der drei Systeme, wobei Einzelheiten dieser drei Systeme
in dem obigen Literaturhinweis 1 bis Literaturhinweis 3 gegeben sind.
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Die
zweite Codierungsvorrichtung 320 enthält einen Abbildungsumsetzungsabschnitt 321,
einen Codierungsabschnitt 322 des abgebildeten Signals
und einen Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitt 323.
Selbst wenn irgendeines der Folgenden genutzt wird: MPEG-Audio,
MPEG-2AAC und Dolby-AC-3, sind die Konfigurationen der ersten Decodierungsvorrichtung 310 ähnlich für irgendeines der
drei Systeme gemeinsam. Dagegen ändern
sich die Konfigurationen des Abbildungsumsetzungsabschnitts 321,
des Codierungsabschnitts 322 für ein abgebildetes Signal und
des Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitts 323 in
Abhängigkeit von
jedem der drei Systeme, wobei Einzelheiten jedes der drei Systeme
in dem wie oben beschriebenen Literaturhinweis 1 bis Literaturhinweis
3 gegeben sind.
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Nachfolgend
werden anhand von 5 Operationen der Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals beschrieben. Sowohl in den
Erzeu gungsabschnitt 311 für ein abgebildetes Signal als
auch in den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 313 in
der ersten Decodierungsvorrichtung 310 wird über einen Eingangsanschluss 300 ein
codiertes Sprachsignal eingegeben, das im Voraus in Übereinstimmung
mit dem ersten Codierungs-/Decodierungssystem codiert worden ist
und dessen Format umgesetzt worden ist. Der Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 313 enthält durch
Decodieren eines Teils des eingegebenen codierten Sprachsignals
Informationen über
die Quantisierungsgenauigkeit, die angeben, wie hoch jede der Frequenzkomponenten
des Sprachsignals quantisiert worden ist. Zunächst erhält der Erzeugungsabschnitt 311 für ein abgebildetes
Signal durch Decodieren eines Teils des codierten Sprachsignals
einen quantisierten Wert eines abgebildeten Signals. Daraufhin erhält der Erzeugungsabschnitt 311 für ein abgebildetes
Signal durch umgekehrte Quantisierung des erhaltenen quantisierten
Werts des abgebildeten Signals anhand der Quantisierungsgenauigkeit,
die durch die Quantisierungsgenauigkeitsinformationen bestimmt ist,
die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 313 ausgegeben
werden, ein erstes abgebildetes Signal.
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Der
inverse Abbildungsumsetzungsabschnitt 312 erhält durch
Vornehmen inverser Abbildungsumsetzungen des von dem Erzeugungsabschnitt 311 für ein abgebildetes
Signal ausgegebenen ersten abgebildeten Signals ein erstes Sprachsignal.
Die inverse Abbildungsumsetzung ist äquivalent einer in dem Literaturhinweis
1 beschriebenen Unterband-Synthesefilterverarbeitung und einer in
dem Literaturhinweis 2 und in dem Literaturhinweis 3 beschriebenen
inversen modifizierten diskreten Cosinustransformationsverarbeitung.
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Das
von dem inversen Abbildungsumsetzungsabschnitt 312 in der
ersten Decodierungsvorrichtung 310 ausgegebene erste Sprachsignal
wird in den Abbildungsumsetzungsabschnitt 321 und in den Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitt 323 in
der zweiten Codierungsvorrichtung 320 eingegeben. Der Abbildungsumsetzungsabschnitt 321 erhält durch
Vornehmen von Abbildungsumsetzungen des eingegebenen Sprachsignals
ein zweites abgebildetes Signal. Die Abbildungsumsetzung ist äquivalent
einer in dem Literaturhinweis 1 beschriebenen Unterband-Analysefilterverarbeitung
und einer in dem Literaturhinweis 2 und in dem Literaturhinweis
3 beschriebenen inversen modifizierten diskreten Cosinustransformationsverarbeitung.
Das abgebildete Signal gibt eine Frequenzkomponente des eingegebenen
Sprachsignals an.
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Der
Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitt 323 analysiert
das eingegebene Sprachsignal und bestimmt, wie hoch das abgebildete
Signal, das jede Sprachkomponente des Sprachsignals angibt, quantisiert
ist. Das heißt,
an der Frequenzkomponente, die durch ein menschliches Ohr leicht
wahrgenommen werden kann, wird eine höhere Quantisierung ausgeführt, während an
der Frequenzkomponente, die durch das menschliche Ohr nicht leicht
wahrgenommen werden kann, eine weniger hohe Quantisierung ausgeführt wird.
Ob die Frequenzkomponente durch das menschliche Ohr leicht wahrgenommen
werden kann, wird durch eine Analyse an dem Eingangssprachsignal
unter Verwendung eines Verfahrens bestimmt, in dem ein Wahrnehmungsmodell
des menschlichen Ohrs nachgeahmt wird. Das Analyseverfahren ist
ausführlich
in dem Literaturhinweis 1 und in dem Literaturhinweis 2 beschrieben,
und seine Erläuterung
wird dementsprechend weggelassen. Das Verfahren, in dem das Wahrnehmungsmodell
des menschlichen Ohrs nachgeahmt wird, wird eine "psychologische Hörsinnanalyse" genannt, wobei die
Verarbeitung des Verfahrens aber sehr kompliziert ist und das Verfahren
im Allgemeinen sehr große
Mengen an Rechenprozessen erfordert.
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Der
Codierungsabschnitt 322 für ein abgebildetes Signal quantisiert
das von dem Abbildungsumsetzungsabschnitt 321 ausgegebene
abgebildete Signal anhand der durch den Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitt 323 berechneten
Quantisierungsgenauigkeit, um einen quantisierten Wert zu erhalten.
Daraufhin setzt der Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitt 323 den
erhaltenen quantisierten Wert in codierte Zeichenketten um, um ein
codiertes Sprachsignal zu erhalten. Das codierte Sprachsignal, dessen
Format somit umgesetzt worden ist, wird von einem Ausgangsanschluss 301 ausgegeben.
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Allerdings
besitzt die obige herkömmliche Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals ein Problem dahingehend, dass sie
Konfigurationselemente enthält,
die große
Mengen an Rechenprozessen erfordern und es somit erschweren, die
Umsetzung für
das Format eines Sprachsignals durch Berechnungen in verringerten Mengen
auszuführen.
Das heißt,
in der herkömmlichen
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals, wie sie in 5 gezeigt
ist, ist die erste Decodierungsvorrichtung 310, die so
beschaffen ist, dass sie in dem ersten Codierungs-/Decodierungssystem
arbeitet, mit der zweiten Codierungsvorrichtung 320, die
so beschaffen ist, dass sie in Übereinstimmung
mit dem zweiten Codierungs-/Decodierungssystem arbeitet, in Reihe
geschaltet, wobei die zweite Codierungsvorrichtung 320 aber
den Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitt 323 enthält, der
große
Mengen an Rechenprozessen erfordert.
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Der
Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitt 323 bestimmt
anhand der oben beschriebenen psychologischen Hörsinnanalyse die Quantisierungsgenauigkeit,
die definiert, wie hoch das abgebildete Signal, das jede der Frequenzkomponenten
des eingegebenen Sprachsignals angibt, quantisiert wird. Allerdings
ist ihre Verarbeitung sehr kompliziert und erfordert große Mengen
an Rechenprozessen, was somit veranlasst, dass die Mengen an Rechenprozessen,
die für
die Umsetzung von Sprachsignalformaten erforderlich sind, vergrößert werden.
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In
US 5.530.750 ist eine Kompressionsbetriebsartumsetzung
aus einer Kompressionsbetriebsart in eine andere Kompressionsbetriebsart
beschrieben. Ein Codierer bestimmt zunächst, ob zwei aufeinander folgende
Kompressionsbetriebsartblöcke
mit einer besonderen Blocklänge
orthogonal umgewandelt worden sind. Daraufhin bestimmt der Codierer, ob
die Skalensektoren und die Wortlängen
zweier aufeinander folgender Blöcke
gleich sind. Falls diese zwei Bedingungen erfüllt sind, werden die Skalensektoren
und die Wortlänge
zweier aufeinander folgender Blöcke
für einen
großen
Block, der aus den zwei Blöcken
besteht, gemeinsam gemacht. Dies verringert die Menge an Unterinformationen,
die für die
zwei Blöcke,
die den großen
Block bilden, erforderlich sind, und ermöglicht, die Menge der Hauptinformationen
in dem komprimierten Signal der Betriebsart B zu erhöhen. Dies
verringert die Beeinträchtigung
der Schallqualität
wegen Verringerung der Bitrate.
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In
Nakajima u. a., Proceedings of the 1998 IEEE International Conference
on Acoustics, Speech and Signal Processing, Bd. 6, 12.–15. Mai
1998, S. 3669–3672,
sind Algorithmen zum Transcodieren von MPEG-Audiodaten beschrieben.
Ein in der Abhandlung vorgeschlagener Algorithmus führt die
Umquantisierung des decodierten MPEG-Signals aus, wobei ein psychoakustisches
Modell widerspiegelt wird. Ein Bitzuweisungsprozess führt in dem
Codierer die Minimierung des Rauschen/Maske-Verhältnisses in jedem Unterband
aus. Um ein kleineres Rauschen/Maske-Verhältnis zu erhalten, wird der
Quantisierungsschritt in jedem Iterationsschritt erhöht. Die Iteration
wird so lange wiederholt, wie die Bitzuweisung verfügbar ist.
Nach der Iteration wird das Rauschen/Maske-Verhältnis für jedes Unterband fast gleich.
Somit ist es dadurch, dass die Unterbandabtastwerte so umquantisiert
werden, dass sie gleich werden, möglich, eine Bitratenskalierung
zu erzielen, die ein psychoakustisches Modell widerspiegelt, wobei,
obgleich in dem Decodierer keine Informationen über das absolute Signal/Maske-Verhältnis erhalten werden
können,
Relativwerte für
die Berechnung verwendet werden können.
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Aus
John Fletcher: "ISO/MPEG
Layer 2- Optimum re-encoding of decoded audio using a MOLE signal", Mai 1998, ist eine
Decodierungs-/Codierungsvorrichtung bekannt, die ein decodiertes
Audiosignal unter Verwendung eines so genannten MOLE-Signals umcodiert.
Wenn ein codiertes Audiosignal decodiert wird, wird zusammen mit
dem decodierten Audio ein Zusatzdaten umfassendes MOLE-Signal verborgen,
das ausführlich
beschreibt, wie das Audiosignal zuvor codiert war. Wenn das Audiosignal erneut
codiert werden muss, sucht ein Spezialcodierer nach dem MOLE-Signal,
um eine optimale Umcodierungsverarbeitung auszuführen und somit die Signalverschlechterung
aus der hintereinander geschalteten Codierung und Decodierung mit
niedriger Bitrate zu verringern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Angesichts
des Obigen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals zu schaffen, die ein Signalformat
eines codierten Sprachsignals durch Berechnungen in verringerten Mengen
umsetzen kann.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals zum Umsetzen eines Formats
eines codierten Sprachsignals zwischen zwei verschiedenen Codierungs/Decodierungssystemen
geschaffen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
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Dadurch,
dass der Decodierungsvorrichtung mit der Codierungsvorrichtung in
Reihe geschaltet ist, dass der Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt
in der Codierungsvorrichtung genutzt wird, dass die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt
in der Decodierungsvorrichtung ausgegebenen ersten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
in den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt
eingegeben werden, dass das abgebildete Signal unter Verwendung
des Codierungsabschnitts für
ein abgebildetes Signal in der zweiten Codierungsvorrichtung quantisiert
wird, um den quantisierten Wert zu erhalten und das codierte Sprachsignal
zu erzeugen, und dass das Format der ersten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
in der Weise umgesetzt wird, dass die Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
durch den Codierungsabschnitt für
ein abgebildetes Signal verwendet werden können, um die zweiten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
zu bestimmen, ist es mit den obigen Konfigurationen möglich, die
zweiten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen durch Berechnungen
in verringerten Mengen zu erlangen.
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Mit
einer anderen Konfiguration wie oben können unter Verwendung desselben
Abbildungsumsetzungsverfahrens und inversen Abbildungsumsetzungsverfahrens
für das
Sprachcodierungs-/Sprachdecodierungssystem in der Decodierungsvorrichtung und
in der Codierungsvorrichtung zum Entfernen der inversen Abbildungsumsetzungsverarbeitung
und der Abbildungsumsetzungsverarbeitung die Mengen der für die Umsetzung
erforderlichen Rechenprozesse weiter verringert werden. Somit kann
die Umsetzung des Formats eines codierten Sprachsignals durch Berechnungen
in verringerten Mengen erzielt werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
obigen und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden klarer aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit
der beigefügten
Zeichnung, in der:
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1 ein
Prinzipblockschaltplan ist, der Konfigurationen einer Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Ablaufplan ist, der Operationen der Umsetzungsvorrichtung für das Format
eines codierten Sprachsignals gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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3 ebenfalls
ein Ablaufplan ist, der Operationen der Umsetzungsvorrichtung für das Format eines
codierten Sprachsignals gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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4 ein
Prinzipblockschaltplan ist, der Konfigurationen einer Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ein
Prinzipblockschaltplan ist, der Konfigurationen einer herkömmlichen
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals zeigt; und
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6 ein
Prinzipblockschaltplan ist, der Konfigurationen einer weiteren herkömmlichen
Umsetzungsvorrichtung für
das Format eines codierten Sprachsignals zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Verwendung verschiedener Ausführungsformen
werden anhand der beigefügten
Zeichnung die besten Ausführungsarten
der vorliegenden Erfindung ausführlicher
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
ein Prinzipblockschaltplan, der Konfigurationen einer Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 und 3 sind
Ablaufpläne,
die Operationen der Umsetzungsvorrichtung für das Format eines codierten
Sprachsignals der ersten Ausführungsform
erläutern.
Wie in 1 gezeigt ist, ist in der Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals der ersten Ausführungsform eine
erste Decodierungsvorrichtung 110, die so beschaffen ist,
dass sie in Übereinstimmung
mit einem ersten Codierungs-/Decodierungssystem arbeitet, mit einer
zweiten Codierungsvorrichtung 120, die so beschaffen ist,
dass sie in Übereinstimmung
mit einem zweiten Codierungs-/Decodierungssystem arbeitet, in Reihe
geschaltet. Ein Sprachsignal, das im Voraus in Übereinstimmung mit dem ersten
Codierungs-/Decodierungssystem codiert worden ist, wird, nachdem
es durch die erste Decodierungsvorrichtung 110 decodiert
worden ist, durch die zweite Codierungsvorrichtung 120 codiert
und zu einem codierten Sprachsignal, das durch eine Decodierungsvorrichtung,
die so beschaffen ist, dass sie in Übereinstimmung mit dem zweiten
Codierungs-/Decodierungssystem arbeitet, decodiert werden kann.
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Die
erste Decodierungsvorrichtung 110 enthält einen Erzeugungsabschnitt 111 für ein abgebildetes
Signal, einen inversen Abbildungsumsetzungsabschnitt 112 und
einen Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113.
Selbst dann, wenn irgendeines der folgenden Systeme genutzt wird:
MPEG-Audiosystem, MPEG-2AAC-System und Dolby-AC-3-System, sind die
Konfigurationen der ersten Decodierungsvorrichtung 110 für irgendeines
der drei Systeme gemeinsam. Dagegen ändern sich die Konfigurationen
des Erzeugungsabschnitts 111 für ein abgebildetes Signal,
des inversen Abbildungsumsetzungsabschnitts 112 und des Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitts 113 in
Abhängigkeit
von jedem der drei Systeme, wobei Einzelheiten jedes dieser drei Systeme
in dem obigen Literaturhinweis 1 bis Literaturhinweis 3 gegeben
sind.
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Die
zweite Codierungsvorrichtung 120 enthält einen Abbildungsumsetzungsabschnitt 121,
einen Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes Signal und
einen Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123.
In den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsberechnungsabschnitt 123 werden
erste Quantisierungsgenauigkeitsinformationen von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 eingegeben.
Anstelle des in dem herkömmlichen Beispiel
verwendeten Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitts 323 wird
in der Ausführungsform
der Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 genutzt,
in den ein Ausgangssignal des Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitts 113 in
der ersten Decodierungsvorrichtung 110 eingegeben wird. Selbst
dann, wenn irgendeines der folgenden Systeme genutzt wird: MPEG-Audiosystem, MPEG-2AAC-System
und Dolby-AC-3-System, sind die Konfigurationen der zweiten Codierungsvorrichtung 120 wie
im Fall der ersten Decodierungsvorrichtung 110 für irgendeines
der drei Systeme gemeinsam. Dagegen unterscheiden sich die Konfigurationen
des Umsetzungsabschnitts 121 für ein abgebildetes Signal,
des Abbildungscodierungsabschnitts 122 und des Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitts 123 in
Abhängigkeit
von jedem der drei Systeme, wobei Einzelheiten jedes dieser drei
Systeme in dem obigen Literaturhinweis 1 bis Literaturhinweis 3
gegeben sind.
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Nachfolgend
werden anhand von 2 und 3 Operationen
der Umsetzungsvorrichtung für das
Format eines codierten Sprachsignals beschrieben. Das von einem
Eingangsanschluss 100 eingegebene codierte Sprachsignal,
das im Voraus in Übereinstimmung
mit dem ersten Codierungs-/Decodierungssystem codiert worden ist
und dessen Format umgesetzt worden ist, wird sowohl in den Erzeugungsabschnitt 111 für ein abgebildetes
Signal als auch in den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 in
der ersten Decodierungsvor richtung 110 eingegeben (Schritt
S11). Der Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 erhält durch
Decodieren eines Teils des codierten Sprachsignals die ersten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen,
die angeben, wie hoch jede der Frequenzkomponenten des codierten
Sprachsignals quantisiert ist (Schritt S12). Die erhaltenen ersten
Quantisierungsgenauigkeitsinformationen werden an den Erzeugungsabschnitt 111 für ein abgebildetes
Signal in der ersten Decodierungsvorrichtung 110 und an
den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 in
der zweiten Codierungsvorrichtung 120 ausgegeben.
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Der
Erzeugungsabschnitt 111 für ein abgebildetes Signal decodiert
einen Teil des codierten Sprachsignals und erhält einen quantisierten Wert des
abgebildeten Signals. Der Erzeugungsabschnitt 111 für ein abgebildetes
Signal quantisiert anhand der Quantisierungsgenauigkeit, die durch
die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 ausgegebenen
ersten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen bestimmt ist, den
quantisierten Wert des erhaltenen abgebildeten Signals invers und
erhält
ein erstes abgebildetes Signal (Schritt S13). Der inverse Abbildungsumsetzungsabschnitt 112 führt inverse
Abbildungsumsetzungen des von dem Erzeugungsabschnitt 111 für ein abgebildetes
Signal ausgegebenen ersten abgebildeten Signals aus und erhält ein erstes
Sprachsignal (Schritt S14). Die inverse Abbildungsumsetzung ist äquivalent
der in dem Literaturhinweis 1 beschriebenen Unterband-Synthesefilterverarbeitung
und der in dem Literaturhinweis 2 und in dem Literaturhinweis 3
beschriebenen inversen modifizierten diskreten Cosinustransformationsverarbeitung.
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Das
von dem inversen Abbildungsumsetzungsabschnitt 112 in der
ersten Decodierungsvorrichtung 110 ausgegebene erste Sprachsignal
wird in den Abbildungsumsetzungsabschnitt 121 in der zweiten
Codierungsvorrichtung 120 eingegeben. Der Abbildungsumsetzungsabschnitt 121 führt Abbildungsumsetzungen
des eingegebenen ersten Sprachsignals aus und erhält ein zweites
abgebildetes Signal (Schritt S15). Die inverse Abbildungsumsetzung
ist äquivalent
der in dem Literaturhinweis 1 beschriebenen Unterband-Analysefilterverarbeitung und
der in dem Literaturhinweis 2 und in dem Literaturhinweis 3 beschriebenen
inversen modifizierten diskreten Cosinustransformationsverarbeitung.
Das abgebildete Signal gibt die Frequenzkomponente des eingegebenen
Sprachsignals an.
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Der
Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 setzt
das Format der von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 in
dem ersten Decodierungsabschnitt 110 ausgegebenen ersten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
so um, dass die Informationen durch den Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes
Signal in der zweiten Codierungsvorrichtung 120 verwendet
werden können,
und bestimmt die zweiten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
(Schritt S16). Das Verfahren für
die Umsetzung des Formats wird später beschrieben. Die durch
die Umsetzung des Formats erhaltenen zweiten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
werden an den Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes Signal ausgegeben.
Der Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes Signal quantisiert
zunächst
anhand der Quantisierungsgenauigkeit, die durch die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 ausgegebenen
zweiten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen bestimmt ist, das
von dem Abbildungsumsetzungsabschnitt 121 ausgegebene zweite
abgebildete Signal und erhält
einen quantisierten Wert. Nachfolgend wird der erhaltene quantisierte
Wert in Codezeichenketten umgesetzt, um das codierte Sprachsignal
zu erhalten (Schritt S17). Das codierte Sprachsignal, dessen Format
somit umgesetzt worden ist, wird an einen Ausgangsanschluss 101 ausgegeben.
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Die
Operationen des Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitts 123 werden
ausführlich
weiter beschrieben. Wie oben beschrieben wurde, setzt der Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 die
Frequenzauflösung
oder einen Zeitabschnitt oder beide so um, dass die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 in
der ersten Decodierungsvorrichtung 110 ausgegebenen ersten
Quantisierungsgenauigkeitsinformationen von dem Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes Signal
in der zweiten Codierungsvorrichtung 120 verwendet werden
können.
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Zunächst wird
die Umsetzung der Frequenzauflösung
beschrieben. Zum Beispiel wird angenommen, dass der Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 in
der ersten Decodierungsvorrichtung 110 eine Quantisierungsgenauigkeit
in jedem der durch Aufteilen eines Spektrums eines Sprachsignals
in "512" erhaltenen Bänder ausgibt,
während
der Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes Signal in
der zweiten Codierungsvorrichtung 120 erfordert, dass eine
Quantisierungsgenauigkeit in "1024" Bändern erhalten
wird. Somit ist es, falls sich die Anzahl der Bänder, in denen die Quantisierungsgenauigkeit
erhalten wird, zwischen dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 und
dem Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes Signal unterscheidet,
notwendig, Umsetzungen der Frequenzauflösung vorzunehmen.
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In
dem Beispiel wird die Quantisierungsgenauigkeit in einem n-ten ("n" ist eine natürliche Zahl) durch den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 auszugebenden
Unterband dadurch erhalten, dass eine Berechnung der Quantisierungsgenauigkeit
ausgeführt
wird, die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 ausgegeben
und in einem oder in mehreren Teilbändern, in denen es eine, wenn
auch kleine, Überlappung
der Frequenz zwischen dem für
den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 verwendeten Band
und dem für
den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 verwendeten
Band gibt, erhalten wird. Zur Ausführung der Berechnung kann z.
B. ein Berechnungsverfahren genutzt werden, durch das die maximale
Quantisierungsgenauigkeit ihr Rechenergebnis wird, oder kann ein
Mittelungsberechnungsverfahren genutzt werden.
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Nachfolgend
wird die Umsetzung des Zeitabschnitts beschrieben. In dem Fall wird
die Quantisierungsgenauigkeit anhand einer Analyse in jedem der Zeitabschnitte
berechnet, die durch Teilen eines Sprachsignals in einer Weise erhalten
werden, dass jeder Zeitabschnitt für jedes Codierungs-/Decodierungssystem
eine andere Zeitlänge
hat. Falls der zu analysierende Zeitabschnitt, der von der zweiten
Codierungsvorrichtung 120 zum Berechnen der Quantisierungsgenauigkeit
benötigt
wird, nicht mit dem Zeitabschnitt übereinstimmt, der zum Berechnen
der von der ersten Decodierungsvorrichtung 110 ausgegebenen
Quantisierungsgenauigkeit verwendet worden ist, ist es notwendig,
den Zeitabschnitt umzusetzen.
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Die
Quantisierungsgenauigkeit in einem n-ten Unterband und in einem
Zeitabschnitt, die durch den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 auszugeben
ist, wird dadurch erhalten, dass eine Berechnung der Quantisierungsgenauigkeit
ausgeführt
wird, die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 ausgegeben
und in dem n-ten Unterband und in einem oder in mehreren Zeitabschnitten,
während
denen es eine, wenn auch kleine, Überlappung zwischen dem für den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 verwendeten
Zeitabschnitt und dem für
den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 verwendeten
Zeitabschnitt gibt, erhalten wird. Zur Ausführung der Berechnung kann z.
B. das Berechnungsverfahren, durch das die maximale Quantisierungsgenauig keit
ihr Rechenergebnis wird, oder ein Mittelungsberechnungsverfahren
genutzt werden.
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Darüber hinaus
sind in einigen Fällen
Umsetzungen sowohl der Frequenzauflösung als auch des Zeitabschnitts
erforderlich. In diesem Fall wird die Quantisierungsgenauigkeit
in einem n-ten Unterband und in einem Zeitabschnitt, die durch den
Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 auszugeben
ist, dadurch erhalten, dass eine Berechnung der Quantisierungsgenauigkeit ausgeführt wird,
die von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 ausgegeben
und in dem n-ten Unterband und in einem oder in mehreren Zeitabschnitten,
in und während denen
es eine, wenn auch kleine, Überlappung
der Frequenzauflösung
zwischen dem für
den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 verwendeten
Zeitabschnitt und Unterband und dem für den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 verwendeten Zeitabschnitt
und Unterband gibt, erhalten wird. Zur Ausführung der Berechnung kann z.
B. das Berechnungsverfahren, durch das die maximale Quantisierungsgenauigkeit
ihr Rechenergebnis wird, oder das Mittelungsberechnungsverfahren
genutzt werden.
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Somit
wird gemäß der ersten
Ausführungsform
anstelle des in der herkömmlichen
Vorrichtung genutzten Quantisierungsgenauigkeits-Berechnungsabschnitts 323 der
Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 in
der zweiten Codierungsvorrichtung 120, der die Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals bildet, verwendet, wobei in
den Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 die
von dem Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 113 in
der ersten Decodierungsvorrichtung 110 ausgegebenen ersten
Quantisierungsgenauigkeitsinformationen eingegeben werden, die durch
den Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes Signal in
der zweiten Codierungsvorrichtung 120 quantisiert werden,
um den quantisierten Wert zu erhalten und das codierte Sprachsignal
zu erzeugen. Da das Format der ersten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen
so umgesetzt wird, dass die Informationen durch den Codierungsabschnitt 122 für ein abgebildetes
Signal in der zweiten Codierungsvorrichtung 120 verwendet
werden können,
um die zweite Quantisierungsgenauigkeit zu bestimmen, ist es möglich, die
zweiten Quantisierungsgenauigkeitsinformationen im Vergleich zum
herkömmlichen
Fall durch Berechnungen in kleineren Mengen zu erhalten. Dies ist
so, da der Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 123 der
Aus führungsform
nicht unter Verwendung der herkömmlichen
psychologischen Hörsinnanalyse,
die sehr komplizierte Prozeduren verursacht, sondern durch das gewöhnlich bekannte einfache
Berechnungsverfahren erzielt wird.
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Somit
kann die Umsetzung des Formats codierter Sprachsignale durch Berechnungen
in verringerten Mengen erzielt werden.
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Zweite Ausführungsform
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4 ist
ein Prinzipblockschaltplan, der Konfigurationen einer Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Umsetzungsvorrichtung für das Format
eines codierten Sprachsignals der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich
dahingehend stark von der der ersten Ausführungsform, dass ein in der ersten
Ausführungsform
verwendeter inverser Abbildungsumsetzungsabschnitt 112 in
einer ersten Decodierungsvorrichtung 110 und ein in der
ersten Ausführungsform
genutzter Abbildungsumsetzungsabschnitt 121 in einer zweiten
Codierungsvorrichtung 120 entfernt sind. Wenn in einer
ersten Decodierungsvorrichtung 210 und in einer zweiten
Codierungsvorrichtung 220 in der Umsetzungsvorrichtung für das Format
eines codierten Sprachsignals der zweiten Ausführungsform ein Sprachcodierungs-/Decodierungssystem
ein gleiches Abbildungsumsetzungsverfahren und ein gleiches inverses
Abbildungsumsetzungsverfahren verwenden, d. h., wenn die vor der
Umsetzung eines Formats eines codierten Sprachsignals zu verwendenden
und die nach der Umsetzung des Formats des codierten Sprachsignals
zu verwendenden Sprachcodierungs-/Sprachdecodierungssysteme dasselbe
Abbildungsverfahren und dasselbe inverse Abbildungsumsetzungsverfahren
verwenden, können
der inverse Abbildungsumsetzungsabschnitt 112 in der ersten
Decodierungsvorrichtung 110 und der Abbildungsumsetzungsabschnitt 121 in
der zweiten Codierungsvorrichtung 120, die in der ersten
Ausführungsform
genutzt werden, entfernt werden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, enthält die Umsetzungsvorrichtung
für das
Format eines codierten Sprachsignals der zweiten Ausführungsform
die erste Decodierungsvorrichtung 210 und die zweite Codierungsvorrichtung 220,
die beide so beschaffen sind, dass sie in Übereinstimmung mit einem selben Sprachcodierungs-/Sprachdecodierungssystem
arbeiten. Das heißt,
die erste Decodierungsvorrichtung 210 enthält nur einen
Erzeugungsabschnitt 211 für ein abgebildetes Signal und
einen Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Decodierungsabschnitt 213,
besitzt aber nicht den inversen Abbildungsumsetzungsabschnitt 112.
Darüber
hinaus enthält
die zweite Codierungsvorrichtung 220 nur einen Codierungsabschnitt 222 für ein abgebildetes
Signal und einen Quantisierungsgenauigkeitsinformations-Umsetzungsabschnitt 223,
besitzt aber nicht den Abbildungsumsetzungsabschnitt 121.
Ein codiertes Sprachsignal, dessen Format nicht umgesetzt worden
ist, wird über
einen Eingangsanschluss 200 eingegeben und das codierte
Sprachsignal, dessen Format umgesetzt worden ist, wird von einem
Ausgangsanschluss 201 ausgegeben.
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Durch
irgendeines der Folgenden: MPEG Audio Layer1, MPEG Audio Layer2
und MPEG Audio Layer3, wird dasselbe Sprachcodierungs-/Sprachdecodierungssystem
konfiguriert. Auf jeden Fall können dasselbe
Abbildungsumsetzungsverfahren und inverse Abbildungsumsetzungsverfahren
genutzt werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird durch Konfigurieren der ersten Decodierungsvorrichtung 210 und
der zweiten Codierungsvorrichtung 220 in Übereinstimmung
mit demselben Sprachcodierungs-/Sprachdecodierungssystem ein Ausgangssignal
des Erzeugungsabschnitts 211 für ein abgebildetes Signal äquivalent
einem Eingangssignal des Codierungsabschnitts 222 für ein abgebildetes
Signal, so dass eine Notwendigkeit des inversen Abbildungsumsetzungsabschnitts 112 und
des Abbildungsumsetzungsabschnitts 121 beseitigt wird.
Dies ermöglicht
eine weitere Verringerung der Mengen an Rechenprozessen. Darüber hinaus
sind die Operationen der Umsetzungsvorrichtung für das Format eines codierten
Sprachsignals der zweiten Ausführungsform
im Wesentlichen dieselben wie in der ersten Ausführungsform, wobei ihre Beschreibungen dementsprechend
weggelassen werden.
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Somit
können
gemäß der zweiten
Ausführungsform
fast dieselben Wirkungen realisiert werden, wie sie in der ersten
Ausführungsform
erhalten werden. Da gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Einbau des inversen Abbildungsumsetzungsabschnitts 112 und
des Abbildungsumsetzungsabschnitts 121 weggelassen ist,
ist es außerdem
möglich,
nicht nur die Konfigurationen der Umsetzungsvorrichtung für das Format
eines codierten Sprachsignals zu vereinfachen, sondern auch die
Mengen der für
die Umsetzung benötigten
Rechenprozesse weiter zu verringern.
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Offensichtlich
ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen
beschränkt, sondern
kann geändert
und abgewandelt werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum
Beispiel sind in den obigen Ausführungsformen das
erste Codierungs-/Decodierungssystem (Sprachcodierungs/Sprachdecodierungssystem)
und das zweite Codierungs/Decodierungssystem (Sprachcodierungs-/Decodierungssystem)
durch die folgenden Systeme konfiguriert: MPEG-Audiosystem, MPEG-2AAC-System
oder Dolby-AC-3-System, wobei aber das erste und das zweite Codierungs-/Decodierungssystem
nur dann durch andere Systeme konfiguriert werden können, wenn
im Wesentlichen dieselben Konfigurationen wie die erste Decodierungsvorrichtung 110 und
die zweite Decodierungsvorrichtung 120 bereitgestellt sind,
wie sie in der ersten Ausführungsform
gezeigt sind.