DE69333047T2 - Quantisierungsfehlerverminderer für Audiosignal - Google Patents

Quantisierungsfehlerverminderer für Audiosignal Download PDF

Info

Publication number
DE69333047T2
DE69333047T2 DE1993633047 DE69333047T DE69333047T2 DE 69333047 T2 DE69333047 T2 DE 69333047T2 DE 1993633047 DE1993633047 DE 1993633047 DE 69333047 T DE69333047 T DE 69333047T DE 69333047 T2 DE69333047 T2 DE 69333047T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
filter
audio signal
level
characteristic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1993633047
Other languages
English (en)
Other versions
DE69333047D1 (de
Inventor
Makoto Akune
Hedoru Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of DE69333047D1 publication Critical patent/DE69333047D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69333047T2 publication Critical patent/DE69333047T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/10527Audio or video recording; Data buffering arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B14/00Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/02Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
    • H04B14/04Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation
    • H04B14/046Systems or methods for reducing noise or bandwidth

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Quantisierungsfehlerverminderer für ein Audiosignal, der so aufgebaut ist, dass er einen bei der Quantisierung eines Audiosignals erzeugten Quantisierungsfehler verringert.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Derzeit existieren als digitale Audioanlagen zum Handhaben von Audiosignalen in digitaler Form z. B. Spieler für sogenannte Kompaktplatten (CDs) und/oder sogenannte digitale Audiobandrekorder (DATs) usw. Bei diesen digitalen Audioanlagen sind verschiedene vereinheitlichte Standarderfordernisse vorgegeben. Z. B. ist es für den Fall der Bitlänge von in diesen Anlagen gehandhabten digitalen Audiosignalen durch die obigen vereinheitlichten Standarderfordernisse vorgegeben, dass derartige Audiosignale eine Bitlänge von 16 Bits aufweisen. Ferner werden als digitale Audiosignale in diesen digitalen Audioanlagen digitale Audiosignale verwendet, die durch Codieren analoger Audiosignale (Schallverlaufssignale) unter Verwendung einer einfachen linearen Quantisierung wie z. B. PCM (lineare Pulscodierung) erhalten wurden.
  • Indessen wurde es in den letzten Jahren für digitale Audioanlagen, wie sie oben beschrieben sind, aus den o. g. vereinheitlichten Standarderfordernissen erforderlich, dass Schall mit höherer Qualität, betreffend den Hörsinn, als der des tatsächlich reproduzierten Schalls erzielt wird. Damit ein derartiger reproduzierter Schall mit besserer Qualität hinsichtlich des Hörsinns erzeugt wird, ist ein Schema denkbar, das es ermöglicht, dass in diesen digitalen Audioanlagen gehandhabte Audiosignale solche Signale sind, bei denen in ihnen selbst enthaltene Störsignalkomponenten verringert sind. Aus digitalen Audiosignalen, deren Störsignalkomponenten auf diese Weise verringert sind, reproduzierter Schall weist weniger Störungen auf.
  • Als Verarbeitung zum Verringern der Störsignalkomponente eines digitalen Audiosignals ist z. B. ein Verarbeitungssystem zum Verringern eines Quantisierungsfehlers durch eine sogenannte Fehlerrückkopplung zum Rückspeisen eines durch einen Quantisierer beim Quantisieren eines Audiosignals erzeugten Quantisierungsfehlers (Quantisierungsrauschen oder Quantisierungsverzerrung) zurück zur Eingangsseite des Quantisierers durch ein Störsignalfilter bekannt.
  • Hierbei weist die Quantisierungsverzerrung bei der linearen Quantisierung wie der oben beschriebenen PCM-Codierung eine Frequenzcharakteristik auf, die über das gesamte -Frequenzband eines Audiosignals flach ist. Da jedoch das menschliche Ohr abhängig von der Schallfrequenz unterschiedliche Hörempfindlichkeit aufweist, kann nicht gesagt werden, dass die Verringerungsverarbeitung betreffend den Quantisierungsfehler durch Fehlerrückkopplung notwendigerweise hinsichtlich des Hörsinns effektiv wäre.
  • ZUSAMMENFASSUNG UND AUFGABEN DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wurde angesichts der beschriebenen tatsächlichen Umstände vorgeschlagen, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Quantisierungsfehlerverminderer für ein Audiosignal zu schaffen, der einen Quantisierungsfehler (Quantisierungsrauschen) hinsichtlich des Gesichtspunkts des Hörsinns effektiv verringern kann.
  • Es wurde ein erfindungsgemäßer Quantisierungsfehlerverminderer vorgeschlagen, um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen. Bei diesem Quantisierungsfehlerverminderer wird das Eingangssignal zunächst dadurch aufbereitet, dass ein Dithersignal zu ihm addiert wird. Dann wird ein in einem Quantisierer erzeugter Quantisierungsfehler durch ein Störsignalfilter auf die Eingangsseite des Quantisierers rückgeführt. Der Filterkoeffizient des Störsignalfilters wird auf Grundlage von Information betreffend eine Äquilautstärkekurve entsprechend dem für Menschen charakteristischen Gehörsinn eingestellt.
  • Gemäß der Erfindung ist dadurch, dass der Tatsache Aufmerksamkeit geschenkt wird, dass die Äquilautstärkekurve entsprechend der menschlichen Gehörsinncharakteristik verläuft, eine Vorgehensweise verwendet, einen Quantisierungsfehler auf die Eingangsseite des Quantisierers durch ein Störsignalfilter rückzuführen, dessen Koeffizient auf Grundlage von Information be treffend die Äquilautstärkekurve eingestellt ist, um es dadurch zu ermöglichen, einen Quantisierungsfehler in einem leicht zu hörenden Schallfrequenzband zu verringern. Demgemäß ist es möglich, Störungen für den Gehörsinn zu verringern, um so den Dynamikbereich betreffend den Gehörsinn zu verbessern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Quantisierungsfehlerverminderers für ein Audiosignal gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung skizziert;
  • 2 ist ein Charakteristikdiagramm, das eine Äquilautstärkekurve zeigt;
  • 3 ist ein Charakteristikdiagramm, das eine Filtercharakteristik zeigt;
  • 4 ist ein Charakteristikdiagramm, das eine Störfrequenzcharakteristik für den Fall zeigt, dass ein tatsächliches Audiosignal durch den Quantisierungsfehlerverminderer der Ausführungsform geschickt wird;
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das die Schaltungskonfiguration einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das die Schaltungskonfiguration einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 7 ist ein Frequenzcharakteristikdiagramm zum Erläutern des Maskierungseffekts;
  • 8 ist ein Charakteristikdiagramm, das ein Balkenspektrum zeigt;
  • 9 ist ein Frequenzcharakteristikdiagramm zum Erläutern eines Maskierungsschwellenwerts;
  • 10 bis 13 sind Charakteristikdiagramme, die jeweilige Filtercharakteristiken zeigen;
  • 14 ist ein Blockdiagramm, das ein tatsächliches Beispiel zeigt, bei dem der Quantisierungsfehlerverminderer der Ausführungsform bei einem Codierer/Decodierer-System für eine CD angewandt ist;
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das ein tatsächliches Beispiel zeigt, bei dem der Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform bei einem 10-Bit-System angewandt ist; und
  • 16 ist ein Blockdiagramm, das ein tatsächliches Beispiel zeigt, bei dem der Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform bei einem D/A-Wandlungssystem zum Ausführen einer Überabtastung angewandt ist.
  • 17 ist eine Frequenzcharakteristik, die ein Leistungsspektrum einer nicht geditherten Sinuswelle von 1-Bit-Amplitude zeigt.
  • 18 ist eine Frequenzcharakteristik, die das Leistungsspektrum einer 1-Bit-Sinuswelle zeigt, die mit weißem Dither quantisiert wurde.
  • 19 ist eine Frequenzcharakteristik, die das Leistungsspektrum einer 1-Bit-Sinuswelle zeigt, die mit hochfrequentem Dither quantisiert wurde.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nun wird eine erste Ausführungsform, bei der die Erfindung angewandt ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Es wird zunächst auf die 1 Bezug genommen, in der in Blockform die Konfiguration eines Quantisierungsfehlerverminderers für ein Audiosignal gemäß der ersten Ausführungsform skizziert ist.
  • Beim in der 1 dargestellten Quantisierungsfehlerverminderer der Ausführungsform wird ein in einem Quantisierer 11 erzeugter Quantisierungsfehler über ein Störsignalfilter 13 auf die Eingangsseite des Quantisierers 11 rückgeführt. Der Filterkoeffizient des Störsignalfilters 13 wird auf Grundlage von Information betreffend eine in der 2 dargestellte sogenannte Äquilautstärkekurve RC entsprechend der menschlichen Gehörsinncharakteristik eingestellt. Hierbei wird ein digitales Audiosignal, das durch Abtasten mit einer beliebigen Abtastfrequenz erhalten wurde, an den Eingangsanschluss 1 in der 1 geliefert. Das digitale Audiosignal wird mit einem durch einen Dithergenerator 21 erzeugten Dithersignal kombiniert, dann im Quantisierer 11 rückquantisiert und schließlich am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben.
  • Der Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform (und in ähnlicher Weise der folgenden Ausführungsformen, die später beschrieben werden) besteht aus zwei Untersystemen, nämlich dem Dither-Untersystem und dem Störsignalformungs-Untersystem. Diese Untersysteme verfügen über komplementäre Effekte, und ihre Charakteristiken können unabhängig variiert werden. Ein Störsignal-Formungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus EP-A-466 190 bekannt. Das Dither-Untersystem besteht aus einem Pegeldetektor 20, einem Dithergenerator 21 und einem Addierer 10. Das vom Dithergenerator 21 erzeugte Dithersignal wird durch den Addierer 10 zum Eingangssignal addiert. Der Zweck des Dither-Untersystems besteht darin, ein sogenanntes Dithersignal zu erzeugen, das als Zufalls- oder Pseudozufallssignal definiert ist, das vor der Quantisierung zum Eingangssignal addiert wird, damit die Signalkorrelation zwischen dem Quantisierungsfehler und dem Eingangssignal verringert wird. Da derartige korrelierte Fehler besser als unkorrelierte Fehler hörbar sind, verringert eine Verringerung der Signal-Fehler-Korrelation das Quantisierungsrauschen im Gehörsinn. Außerdem kann diese Dekorrelation die Effektivität des Störsignalformungs-Untersystems (das unten beschrieben wird) für diejenigen eingegebenen Audiosignale verbessern, bei denen die Signal-Fehler-Korrelation bedeutend ist. Das Dithersignal wird durch einen Dithergenerator 21 erzeugt. Das spektrale Verhalten dieses Dithersignals hängt von der speziellen Realisierung der Ausführungsform ab, und es ist durch die Eigenschaften der Klasse zu verarbeitender Eingangssignale bestimmt. Typische Ditherspektren enthalten sogenannten weißen Dither (bei allen Frequenzen gleich), der eine theoretisch optimale Dekorrelation erzeugt, sogenannten hochfrequenten Dither, dessen Energie in nicht hörbaren Bereichen des Signalspektrums konzentriert ist, um Störsignale im Gehörsinn weiter zu verringern, und insgesamt -null-Dither (entsprechend keinerlei Dither), wie er geeignet ist, wenn das Eingangssignal bereits ausreichend zufällig ist, so dass keine weitere Dekorrelation erforderlich ist. Das Leistungsspektrum einer Sinuswelle ohne Dither von 1-Bit-Amplitude ist in der 17 dargestellt; die Fehlerkorrelation ist durch die harmonischen Spektralpeaks dargestellt. Dasselbe Signal ist mit weißem Dither quantisiert in der 18 dargestellt; es existiert nur ein Spektralpeak, was zeigt, dass der Quantisierungsfehler nicht mit dem Signal korreliert ist. Die 19 zeigt dasselbe Signal mit hochfrequentem Dither quantisiert; obwohl die Ditherleistung größer ist, ist der Dither weniger hörbar, da er in Bereichen konzentriert ist, in denen das Ohr unempfindlich ist.
  • Abhängig von der speziellen Realisierung der Ausführungsform wird ein Pe geldetektor 20 dazu verwendet, die Frequenzcharakteristik des vom Dithergenerator 21 erzeugten Dithers und dessen Pegel zu steuern. Z. B. ist es unzweckmäßig, Dither zu einem Eingangssignal zu addieren, das insgesamt aus Nullen besteht; diese Bedingung kann daher durch den Pegeldetektor 20 erfasst werden, und der Dithergenerator kann geeignet gesteuert werden. Ferner benötigen Eingangssignale niedrigen Pegels häufig mehr Dither als Signale hohen Pegels; der Pegel des Dithers kann daher allmählich abgesenkt werden, wenn der Signalpegel zunimmt.
  • Indessen wird beim Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform der Quantisierungsfehler durch das Störsignalformungs-Untersystem verringert, das aus einem Addierer 12 zum Subtrahieren des Eingangssignals des Quantisierers 11 von dessen Ausgangssignal, um dadurch einen bei der Quantisierung im Quantisierer 11 erzeugten Quantisierungsfehler zu liefern, einem Störsignalfilter 13 zum Anwenden einer Filterverarbeitung am Ausgangssignal des Addierers 12, um dieses auszugeben, wobei die Filtercharakteristik durch den Filterkoeffizienten eingestellt wird, der später beschrieben wird, und einem Addierer 10 zum Addieren des Ausgangssignals des Störsignalfilters 13 zum Eingangssignal des Quantisierers 11, so dass eine Fehlerrückführungsschaltung gebildet ist, besteht. Durch diese Fehlerrückführungsschaltung wird der Verringerungseffekt für den Quantisierungsfehler (sogenannte Störsignalformungsverarbeitung) ausgeführt. Ferner beinhaltet der Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform über eine Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 zum Erzeugen von Daten einer Äquilautstärkekurve RC gemäß der 2 entsprechend der menschlichen Gehörsinncharakteristik, und eine Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14 zum Berechnen des Filterkoeffizienten des Störsignalfilters 13 auf Grundlage eines Ausgangssignals der Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15.
  • Hierbei ist die Äquilautstärkekurve RC der 2 eine Kurve, die der menschlichen Gehörsinncharakteristik entspricht. Diese Kurve RC wird dadurch erhalten, dass, durch Kurvensegmente, Schalldrücke eines Schallsignals bei jeweiligen Frequenzen verbunden werden, die mit derselben Lautstärke wie der von reinem Schall gehört werden können, z. B. 1 kHz, und dies wird auch als Lautstärke-Äquiempfindlichkeitskurve bezeichnet. Innerhalb der Äquilautstärkekurve RC, wie sie in der 2 dargestellt ist, zeigt das menschliche Hörvermögen Schärfe in der Nähe von 4 kHz. Demgemäß kann selbst dann, wenn der Schalldruck um 8 bis 10 dB niedriger als der bei 1 kHz ist, der Schall im Wesentlichen mit derselben Lautstärke wie der bei 1 kHz gehört werden. Umgekehrt, wird z. B. bei 10 kHz im Vergleich zur Nähe von 4 kHz Schall nur schwer in einem Ausmaß von 20 dB gehört.
  • Information (Information für ein zulässiges Störsignalspektrum) betreffend die Äquilautstärkekurve RC (oder eine angenäherte Kurve) wird von der Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 ausgegeben und an die Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14 geliefert. Demgemäß wird in der Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14 ein Filterkoeffizient auf Grundlage der Information betreffend die Äquilautstärkekurve RC berechnet. Der so berechnete Filterkoeffizient wird ferner an das Störsignalfilter 13 geliefert. Auf diese Weise kann durch Ausführen einer Störsignalformung eines Audiosignals durch die Fehlerrückführungsschaltung unter Verwendung des Störsignalfilters 13 mit einer Filtercharakteristik auf Grundlage der Information betreffend die Äquilautstärkekurve RC der Dynamikbereich betreffend den Gehörsinn verbessert werden. D. h., dass durch Ausführen einer Störsignalformung unter Verwendung eines zulässigen Störsignalspektrums (zulässiger Störsignalpegel), wie unter Berücksichtigung der Äquilautstärkekurve RC erhalten, eine Störsignalformung ausgeführt wird, die betreffend den Gehörsinn effektiver ist, was es ermöglicht, den Dynamikbereich betreffend den Gehörsinn für wiedergegebenen Schall zu verbessern.
  • Ferner wird bei dieser Ausführungsform bei der Bestimmung der Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 der sogenannte Maskierungseffekt berücksichtigt. Hierbei ist der Maskierungseffekt der Effekt, dass ein Signal durch ein anderes Signal aufgrund der Charakteristik des menschlichen Gehörsinns maskiert wird, so dass der Schall nicht gehört werden kann. Betreffend diesen Maskierungseffekt existiert ein solcher in Bezug auf ein Signal auf zeitlicher Basis sowie ein solcher in Bezug auf ein Signal auf Frequenzbasis (oder mit gleichzeitiger Maskierung, der zeitlichen Maskierung). Selbst wenn im der Maskierung unterliegenden Abschnitt ein Störsignal existiert, kann dieses durch den Maskierungseffekt nicht gehört werden. Aus diesem Grund kann der Dynamikbereich betreffend den Gehörsinn verbessert werden, wenn eine Vorgehensweise verwendet wird, gemäß der eine Quantisierungsfehler-Verringerungsverarbeitung ausgeführt wird, bei der der Maskierungseffekt berücksichtigt wird. Um die Filtercharakteristik zu bestimmen, bei der ein derartiger Maskierungseffekt berücksichtigt wird, wird ein Filterkoeffizient, bei dem z. B. der Maskierungseffekt in der Richtung der Frequenzbasis berücksichtigt ist, vorab in der Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14 dieser Ausführungsform eingestellt. Um z. B. normalen Audiosignal einschließlich vieler Komponenten in den mittleren und niedrigen Frequenzbändern zu meistern, wird ein fester Filterkoeffizient, bei dem der Maskierungseffekt im niedrigen Frequenzband berücksichtigt ist, eingestellt. Alternativ kann, um über die Fähigkeit zu verfügen, den Maskierungseffekt entsprechend einem Spektrum eines eingegebenen Audiosignals zu meistern, eine Vorgehensweise verwendet werden, bei der ein adaptiver Filterkoeffizient entsprechend dem Spektrum erzeugt wird.
  • So wird der Filterkoeffizient von der Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14 im Zustand geliefert, in dem die Äquilautstärkekurve RC und der Maskierungseffekt berücksichtigt sind. Demgemäß wird die Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 auf Grundlage des festen oder adaptiven Filterkoeffizienten eingestellt, bei dem der Maskierungseffekt berücksichtigt ist, und der Filterkoeffizient steht in Zusammenhang mit der Äquilautstärkekurve RC.
  • D. h., dass dabei das Störsignalfilter 13 als Filter mit einer Filtercharakteristik dient, wie sie durch die Kurve MR gekennzeichnet ist, die aus dem Maskierungseffekt und der Äquilautstärkekurve erhalten wurde, wie es in der 3 dargestellt ist. Dadurch dass das Störsignalfilter 13 die durch die Kurve MR der 3 gekennzeichnete Filtercharakteristik ausweisen kann, ändert sich das an das Störsignalfilter 13 gelieferte Quantisierungsfehler Spektrum entsprechend der Kurve MR. Durch Addieren des Ausgangssignals des Störsignalfilters 13 zu einem eingegebenen Audiosignal wird der Quantisierungsfehler im Quantisierer 11 verringert (einer Störsignalformung unterzogen). Hierbei ist es in der Kurve MR der 3 denkbar, wenn die Äquilautstärkekurve RC der 2 berücksichtigt wird, die Antwort im Frequenzband unter 4 kHz zu erhöhen (d.h., es kann eine Vorgehensweise zum Erhöhen des zulässigen Rauschens verwendet werden), jedoch wird dafür gesorgt, dass die Filtercharakteristik im Frequenzband unter 4 kHz bei der zweiten Ausführungsform, die später beschrieben wird, flach ist. Der Grund dafür, dass ein derartiges Schema verwendet wird, ist der Folgende.
  • Da die Äquilautstärkekurve RC im Frequenzband unter 4 kHz steil variiert, obwohl die Bandbreite nicht groß ist, wird der Filtergrad erhöht, wenn ein Störsignalfilter 13 erstellt wird, bei dem dafür gesorgt wird, dass es im Frequenzband unter 4 kHz der Äquilautstärkekurve RC entspricht. Wenn der Filtergrad auf die o. g. Weise erhöht wird, wird die Konfiguration kompliziert und nimmt große Abmessungen ein. Da jedoch dabei kein der Filterskalierung entsprechender Effekt erzielt wird, wird bei der zweiten Ausführungsform, die unten beschrieben wird, dafür gesorgt, dass die Filtercharakteristik im Frequenzband unter 4 kHz flach ist, wie es oben beschrieben ist.
  • D. h., dass die 5 die zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei der dieselben Bezugszahlen jeweils an Blöcke angefügt sind, die denen der 1 entsprechen, und deren detaillierte Erläuterung wird weggelassen. In der 5 ist ferner eine Erzeugungsschaltung 16 für ein Niederfrequenzband-Korrektursteuersignal vorhanden, wobei ein in dieser Schaltung erzeugtes Niederfrequenzband-Korrektursteuersignal an die Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung geliefert wird. So wird eine Filtercharakteristik realisiert, die im Niederfrequenzband flach ist, wie es durch die oben beschriebene Kurve MR der 3 angegeben ist. Ferner wird davon ausgegangen, dass dieses Niederfrequenzband-Korrektursteuersignal unter Berücksichtigung des Maskierungseffekts erzeugt wird. Allgemein gesagt, gilt in den mittleren und hohen Frequenzbändern, wie sie häufig in normalem Audioschall. verwendet sind, der o. g. Maskierungseffekt für das mittlere und hohe Frequenzband des Audioschalls. Demgemäß ist im Störsignalfilter 13 dieser Ausführungsform die Antwort in der Kurve MR der Filtercharakteristik der 3 nicht in solchem Ausmaß abgesenkt, dass die Antwort in der Äquilautstärkekurve RC der 2 abgesenkt wäre (es ist dafür gesorgt, dass die Kurve MR allmählicher als die Äquilautstärkekurve RC verläuft). D. h., dass, um dies zu realisieren, wie oben beschrieben, ein Filterkoeffizient eingestellt wird, bei dem der Maskierungseffekt berücksichtigt ist. Die Frequenzcharakteristik des Quantisierungsrauschens, wie es erhalten wird, wenn die Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 auf die in der 3 dargestellte Weise eingestellt ist, um eine Quantisierungsrauschen-Verringerungsverarbeitung unter Verwendung von tatsächlichem Audioschall auszuführen, ist in der 4 dargestellt.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die 6 eine dritte Ausführungsform unter Ausnutzung des Maskierungseffekts beschrieben. Auch sind in der 6 an Blöcke, die jeweils solchen der 1 entsprechen, dieselben Bezugszahlen angefügt.
  • Der Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform gemäß der 6 ist so aufgebaut, dass er einen im Quantisierer 11 erzeugten Quantisierungsfehler auf die Eingangsseite desselben über das Störsignalfilter 13 rückführt. Genauer gesagt, verfügt dieser Quantisierungsfehlerverminderer über einen Pegeldetektor 16 zum Erfassen des Pegels eines eingegebenen Audiosignals, eine Frequenzanalysierschaltung 17 zum Analysieren der Frequenz eines eingegebenen Audiosignals für jedes kritische Band, eine Äqui lautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 zum Erzeugen von Information auf Grundlage der in der 2 dargestellten sogenannten Äquilautstärkekurve RC entsprechend der menschlichen Gehörsinncharakteristik, und eine Schaltung 18 zum Berechnen des zulässigen Störsignalspektrums zum Ändern des Syntheseverhältnisses zwischen einem Ausgangssignal der Frequenzanalysierschaltung 17 und einem Ausgangssignal der Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 zum Berechnen eines zulässigen Störsignalspektrums auf Grundlage der erhaltenen synthetisierten Information. Bei diesem Quantisierungsfehlerverminderer wird die Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 auf Grundlage von Ausgangsinformation aus der Schaltung 18 zum Berechnen des zulässigen Störsignalspektrums eingestellt.
  • D. h., dass beim Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform durch den Addierer 12 zum Subtrahieren des Eingangssignals in den Quantisierer 11 vom Ausgangssignal desselben, um dadurch einen bei der Quantisierung im Quantisierer 11 erzeugten Quantisierungsfehler zu liefern, das Störsignalfilter 13 zum Ausführen einer Filterverarbeitung am Ausgangssignal des Addierers 12, um es auszugeben, und den Addierer 10 zum Addieren des Ausgangssignals des Störsignalfilters 13 zum Eingangssignal des Quantisierers 11 eine sogenannte Fehlerrückführschaltung gebildet ist. Hierbei wird die Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 wie folgt bestimmt. Tatsächlich wird eine Vorgehensweise zum Berechnen, mittels der Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14, eines Filterkoeffizienten auf Grundlage von Information zum zulässigen Störsignalspektrum verwendet, wie es von der Schaltung 18 für das zulässige Störsignalspektrum angegeben wird, um diese Filterkoeffizienteninformation an das Störsignalfilter 13 zu liefern.
  • Demgemäß wird bei der o. g. Fehlerrückführschaltung eine Quantisierungsfehler-Verminderungsverarbeitung (eine sogenannte Störsignalformungsverarbeitung) auf Grundlage des zulässigen Störsignalspektrums, was beschrieben wird, ausgeführt. Das so verarbeitete Signal wird dann am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben.
  • Indessen kann beim Ausführen der Quantisierungsfehler-Verminderungsverarbeitung (Störsignalformungsverarbeitung) eines Audiosignals unter Verwendung der o. g. Fehlerrückführschaltung durch Ausführen einer Verarbeitung, bei der eine sogenannte Maskierung des Eingangssignalspektrums berücksichtigt wird, der Dynamikbereich betreffend den Gehörsinn verbessert werden. Betreffend die Störsignalformung, bei der die Maskierung berücksichtigt wird, können die folgenden aufgelistet werden, z.B. eine Störsignalformung entsprechend einem Spektrum eines eingegebenen Audiosignals, bei der das Muster eines Signalspektrums in gewissem Ausmaß fixiert wird, d.h. eine Störsignalformung unter Verwendung eines zulässigen Störsignalspektrums, das unter Berücksichtigung einer sogenannten Maskierung, die später beschrieben wird, eines eingegebenen Audiosignalspektrums erhalten wird.
  • Alternativ wird eine Störsignalformung unter Verwendung eines zulässigen Störsignalspektrums, das in Bezug auf Änderungen im Spektrum eines eingegebenen Audiosignals, wie unter Berücksichtigung einer Maskierung des Spektrums oder dergleichen erhalten, adaptiv ist, aufgezählt. Hierbei ist die Maskierung der Effekt, dass ein Signal aufgrund der Charakteristik des menschlichen Gehörsinns durch ein anderes Signal maskiert wird, so dass der Schall nicht gehört wird. Als Komponenten des Maskierungseffekts existieren der Maskierungseffekt hinsichtlich eines Signals auf Zeitbasis und der Maskierungseffekts hinsichtlich eines Signals auf Frequenzbasis (oder gleichzeitige Maskierung, zeitliche Maskierung). Selbst wenn im der Maskierung zu unterziehenden Teil ein Störsignal existiert, kann dieses wegen des Maskierungseffekts schwer gehört werden. Z. B. wird hinsichtlich des gleichzeitigen Maskierungseffekts, wie in der 7 dargestellt, wenn die Frequenzantwort des Signals S mit einer bestimmten Frequenz zu 0 dB angenommen wird, der Maskierungseffekt durch das o. g. Signal S auf die Antwort unter der der Kurve M (unter ungefähr –25 dB) ausgeübt.
  • Ferner kann, wenn eine Vorgehensweise zur Bandunterteilung eines eingegebenen Signals in kritischen Bändern unter Ausnutzung der menschlichen Gehörsinncharakteristik verwendet wird, um eine Störsignalformung auszuführen, in jedem Band, unter Verwendung eines zulässigen Störsignalspektrums, in dem die oben beschriebene Maskierung berücksichtigt ist, eine Störsignalformung ausgeführt werden, die hinsichtlich des Gehörsinns effektiver ist. Durch Ausführen einer derartigen Störsignalformung kann der Dynamikbereich des Gehörsinns betreffend wiedergegebenen Schall verbessert werden.
  • Angesichts dieser Tatsache ist in der Frequenzanalysierschaltung 17 eine Vorgehensweise zum Unterteilen des o. g. Audiosignals in sogenannte kritische Bänder verwendet, wozu die menschliche Gehörsinncharakteristik genutzt wird, um in jedem kritischen Band eine Frequenzanalyse auszuführen. Hinsichtlich der Unterteilung für die o. g. kritischen Bänder kann eine Vorgehensweise zum Transformieren, z. B. durch schnelle Fouriertransformation (FFT) eines eingegebenen Audiosignals in die Komponenten auf Frequenzbasis verwendet werden, woraufhin der Amplitudenterm Am (m = 0 bis 1024) des FFT- Koeffizienten in z. B. Gruppen Gn von 25 Bändern (n repräsentiert die Anzahl jeweiliger Bändern, n = 0 bis 24) unterteilt wird, wobei die o. g. kritischen Bänder im höheren Frequenzband, in dem die menschliche Gehörsinncharakteristik berücksichtigt wird, eine größere Bandbreite aufweisen.
  • Ferner kann hinsichtlich der Frequenzanalyse jedes jeweiligen kritischen Bands eine Analyse ausgeführt werden, bei der eine Analyse zum Bestimmen eines Balkenspektrums (Spektrum der Gesamtsumme) Bn ausgeführt wird, das dadurch erhalten wird, dass die Gesamtsumme (Gesamtsumme der Spitzenwerte, der Mittelwerte oder der Energie des Amplitudenterms Am) jeweiliger Amplitudenterme Am jedes Bands z. B. durch die folgende Gleichung (1) gebildet wird: Bn = 10log10 Cn(Pn)2 [dB] (1)wobei n die Werte 0 bis 24 hat und Cn die Anzahl der Elemente im Band n ist, d.h. der Amplitudenterm (die Anzahl der Punkte), und Pn der Spitzenwert in jedem Band ist. Balkenspektren Bn jeweiliger Bänder sind z. B. dergestalt, wie es in der 8 dargestellt ist. Es ist zu beachten, dass beim Beispiel der 8 der Vereinfachung der Darstellung halber die Anzahl aller Bänder repräsentiert ist, z. B. durch 12 Bänder (B1 bis B12). In der Frequenzanalysierschaltung 17 werden eine Unterteilung in die kritischen Bänder und eine Frequenzanalyse für jedes Band, wie oben beschrieben, ausgeführt. Ihre Ausgangsinformation wird an die Schaltung 18 zum Berechnen des zulässigen Störsignalspektrums geliefert.
  • Von der Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 wird Information zur Äquilautstärkekurve RC erzeugt und ausgegeben. D. h., dass durch Ausführen einer Störsignalformung unter Verwendung eines zulässigen Störsignalspektrums, wie unter Berücksichtigung der Äquilautstärkekurve RC erhalten, eine Störsignalformung ausgeführt wird, die für den Gehörsinn effektiver ist. So kann der Dynamikbereich von wiedergegebenem Schall in Bezug auf den Gehörsinn verbessert werden. Information zur Äquilautstärkekurve RC (oder einer angenäherten Kurve) wird von der Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 ausgegeben und an die Schaltung 18 zur Berechnung des zulässigen Störsignalspektrums geliefert.
  • Demgemäß wird in der Schaltung 18 zur Berechnung des zulässigen Störsignalspektrums das zulässige Störsignalspektrum auf Grundlage der Ausgangsinformation der oben beschriebenen Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 und der Ausgangsinformation der Frequenzanalysierschaltung 17 berechnet. Dabei wird vom Balkenspektrum Bn jedes kritische Frequenzband in der Frequenzanalysierschaltung 17 durch Ausführen einer Faltungsberechnung (Faltungsberechnung mit vorbestimmter Gewichtungsfunktion) unter Berücksichtigung des Einflusses zwischen Bändern unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) das Balkenspektrum Sn mit Faltung für jedes Band berechnet. Sn = Hn * Bn (2)wobei Hn der Faltungskoeffizient ist. Durch diese Faltungsberechnung wird die Gesamtsumme der durch die gestrichelten Linien in der 8 gekennzeichneten Abschnitte geliefert. Ferner wird unter Verwendung des gefalteten Balkenspektrums Sn und von On (n = 0 bis 24), wobei es sich um einen benötigten S/R-Wert handelt, ein gefalteter Maskierungsschwellenwert Tn gemäß den folgenden Gleichungen (3) und (4) berechnet: On = N – K × n (3) Tn = Sn – On (4)
  • Wenn z. B. N zu 38 angenommen wird, kann K den Wert 1 aufweisen. Dabei ergibt sich weniger Beeinträchtigung der Schallqualität. D. h., dass, wie es in der 9 dargestellt ist, Schallstärkewerte unter jeweiligen Pegeln der gefalteten Maskierungsschwellenwerte Tn maskiert werden. Danach wird durch Entfalten des gefalteten Maskierungsschwellenwerts Tn unter Verwendung der folgenden Gleichung (5) ein zulässiger Störsignalpegel (zulässiges Störsignalspektrum) TFn berechnet. Tatsächlich wird die Gleichspannungsverstärkung Dn der Faltung z. B. mittels des Koeffizienten Hn, subtrahiert: TFn = Tn – Dn (5)
  • In der Schaltung 18 zur Berechnung des zulässigen Störsignalspektrums wird das zulässige Störsignalspektrum auf Grundlage der Syntheseinformation, die durch Synthetisieren der Ausgangsinformation der Frequenzanalysierschaltung 17 auf die oben beschriebene Weise erhalten wurde, und von Ausgangsinformation von der zuvor beschriebenen Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 berechnet.
  • Hierbei existieren Fälle, bei denen der zulässige Störsignalpegel im zulässigen Störsignalspektrum auf Grundlage der Äquilautstärkekurve RC niedriger als der zulässige Störsignalpegel liegen kann, bei dem der Maskierungsef fekt durch den Pegel eines eingegebenen Audiosignals ausgeübt wird. D. h., dass z. B. dann, wenn der Pegel des eingegebenen Audiosignals hoch ist, der Pegel des zulässigen Störsignalspektrums auf Grundlage der Äquilautstärkekurve auch gleichzeitig durch den zulässigen Störsignalpegel maskiert werden kann, bei dem der Maskierungseffekt durch das eingegebene Audiosignal ausgeübt wird.
  • Angesichts des Vorstehenden ist bei dieser Ausführungsform eine Vorgehensweise zum Erfassen einer Variation des Pegels des eingegebenen Audiosignals im Pegeldetektor 16 auf Grundlage des hinsichtlich des Pegels erfassten Ausgangssignals, des Syntheseverhältnisses zwischen der Ausgangsinformation der Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaitung 15 und der Ausgangsinformation der Frequenzanalysierschaltung 17 verwendet. Hierbei wird die Synthese der Ausgangsinformation der Äquilautstärkekurve-Erzeugungsschaltung 15 und der Frequenzanalysierschaltung 17 z. B. für jedes Frequenzband ausgeführt. In diesem Fall wird die Pegelerfassung im Pegeldetektor 16 für jedes Band ausgeführt. Demgemäß kann das Syntheseverhältnis für jedes Band auf Grundlage der Pegelerfassungsausgangssignale in jedem Band geändert werden. D. h., dass hinsichtlich der Syntheseinformation zum Bestimmen eines zulässigen Störsignalspektrums in der Schaltung 18 zur Berechnung des zulässigen Störsignalspektrums z. B. dann, wenn der Pegel in einem niederfrequenten Band eines eingegebenen Audiosignals hoch ist und der Maskierungseffekt im Niederfrequenzband groß ist, Syntheseinformation mit einem solchen Syntheseverhältnis erstellt wird, dass das zulässige Störsignalspektrum mit hohem Pegel im Niederfrequenzband und mit niedrigem Pegel im Hochfrequenzband erzeugt wird. Demgegenüber wird z. B. dann, wenn der Pegel in einem Hochfrequenzband hoch ist und der Maskierungseffekt in ihm groß ist, Syntheseinformation mit solchem Syntheseverhältnis erstellt, dass ein zulässiges Störsignalspektrum mit hohem Pegel im Hochfrequenzband und niedrigem Pegel im Niederfrequenzband erzeugt wird. Information zum so erzeugten zulässigen Störsignalspektrum wird an die Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14 geliefert. So wird von der Filterkoeffizient-Berechnungsschaltung 14 ein dem zulässigen Störsignalspektrum entsprechender Filterkoeffizient ausgegeben und dann an das Störsignalfilter 13 geliefert.
  • Wenn die oben beschriebene Vorgehensweise verwendet wird, wird dafür gesorgt, dass die Filtercharakteristik des Störsignalfilters dem Filterkoeffizient auf Grundlage des zulässigen Störsignalspektrums entspricht, das durch Variieren des Syntheseverhältnisses in jedem Band in Abhängigkeit vom Pegel des eingegebenen Audiosignals erhalten wurde. Hierbei wird beispiels weise dann, wenn der Pegel des eingegebenen Audiosignals flach ist, angenommen, dass die Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 durch Kurve MR in den 10 bis 13 angegeben ist. Dabei kann dann, wenn das eingegebene Audiosignal ein Signal mit geringfügig hohem Pegel im Niederfrequenzband ist, wie es in der 10 dargestellt ist, da das Syntheseverhältnis auf die oben beschriebene Weise variiert werden kann, die Filtercharakteristik auf diejenige Charakteristik geändert wird, wie sie durch die Kurve MR1 in der 10 dargestellt ist, wobei der Pegel der Kurve MR im Niederfrequenzband geringfügig angehoben ist und der Pegel derselben im Hochfrequenzband geringfügig abgesenkt ist. Ferner wird z. B. dann, wenn das eingegebene Audiosignal ein Signal S2 mit großem Pegel im Niederfrequenzband ist, wie es in der 11 dargestellt ist, die Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 auf die Charakteristik geändert, wie sie durch die Kurve MR2 in der 11 dargestellt ist, wobei der Pegel der Kurve MR im Niederfrequenzband stark angehoben ist und ihr Pegel im Hochfrequenzband stark abgesenkt ist. Demgegenüber wird dann, wenn das eingegebene Audiosignal ein Signal S3 mit geringfügig größerem Pegel im Hochfrequenzband ist, wie durch die 12 dargestellt, die Filtercharakteristik auf die Charakteristik geändert, wie sie durch die Kurve MR3 in der 12 dargestellt ist, wobei der Pegel der Kurve MR im Miederfrequenzband geringfügig abgesenkt ist und der Pegel derselben im Hochfrequenzband geringfügig angehoben ist. Ferner wird z. B. dann, wenn das eingegebene Audiosignal ein Signal S4 mit hohem Pegel im Hochfrequenzband ist, wie es in der 13 dargestellt ist, die Filtercharakteristik auf die Charakteristik geändert, wie sie durch die Kurve MR4 in der 13 dargestellt ist, wobei der Pegel der Kurve MR4 im Niederfrequenzband stark abgesenkt ist und ihr Pegel im Hochfrequenzband stark angehoben ist. Als Ergebnis der Tatsache, dass die Filtercharakteristik so geändert wird, wie es in den 10 bis 13 dargestellt ist, kann eine Störsignalformung ausgeführt werden, die besser an die menschliche Gehörsinncharakteristik angepasst ist.
  • D. h., dass beim Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform dann, wenn der Pegel eines eingegebenen Audiosignals klein ist, dafür gesorgt wird, dass die Filtercharakteristik des Störsignalfilters 13 eine Charakteristik ist, wie sie durch die Äquilautstärkekurve RC angegeben ist, um eine Störsignalformung auszuführen. Ferner wird, um es zu ermöglichen, dass der Quantisierungspegel nicht auffällig wird, wenn der Pegel des eingegebenen Audiosignals entsprechend dem Signalpegel groß wird, dafür gesorgt, dass die Charakteristik des Störsignalfilters 13 entsprechend dem Signalpegel des eingegebenen Audiosignals flach ist. Außerdem wird, wenn der Signalpegel klein ist, dafür gesorgt, dass die durch die Äquilautstärkekurve RC angegebene Charakteristik näher an einer flachen Charakteristik liegt, entsprechend dem Signalpegel durch das Störsignalfilter 13, um eine Änderung auf eine Störsignalformungs-Charakteristik (Maskierungscharakteristik) usw. in Entsprechung mit der Signalcharakteristik vorzunehmen. D. h., dass dann, wenn der Signalpegel klein ist, dafür gesorgt wird, dass die Charakteristik des Störsignalfilters 13 eine Filtercharakteristik ist, wie sie durch die Äquilautstärkekurve RC angegeben ist, während dann, wenn der Signalpegel groß ist, dafür gesorgt wird, dass die Charakteristik des Störsignalfilters 13 eine Filtercharakteristik ist, bei der der Maskierungseffekt berücksichtigt ist.
  • Bei der Kurve MR, die die Filtercharakteristik für den Fall zeigt, dass der Pegel des eingegebenen Audiosignals flach ist, wie in den 10 bis 13 dargestellt, ist, wenn die bereits beschriebene Äquilautstärkekurve RC der 4 berücksichtigt wird, ein Schema denkbar, bei dem der Pegel von Frequenzen von 4 kHz angehoben wird (d.h., es kann eine Vorgehensweise zum Erhöhen des zulässigen Rauschens verwendet werden). Da sich jedoch die Äquilautstärkekurve RC im Frequenzband unter 4 kHz steil ändert, obwohl die Bandbreite nicht groß ist, nimmt der Filtergrad zu, wenn im Frequenzband unter 4 kHz ein Störsignalfilter 13 in Übereinstimmung mit der Äquilautstärkekurve RC erstellt wird. Wenn der Filtergrad zunimmt, wird die Konfiguration kompliziert und groß im Umfang. Da jedoch kein Effekt entsprechend der Filterskalierung erzeugt werden kann, wird auch bei dieser Ausführungsform dafür gesorgt, dass die Filtercharakteristik im Frequenzband unter weniger als 4 kHz flach ist, wie oben beschrieben, auf dieselbe Weise wie bei der zweiten Ausführungsform der 5. Ferner wird beim Störsignalfilter 13 dieser Ausführungsform, da der Maskierungseffekt in den mittleren und hohen Frequenzbändern, die in Audioschall häufig auftreten, in normaler Weise gilt, eine Vorgehensweise verwendet, gemäß der der Pegel der Kurve MR in den 10 bis 13 nicht bis auf das Ausmaß der Äquilautstärkekurve RC der 4 abgesenkt wird (es wird dafür gesorgt, dass die Kurve MR allmählicher als die Äquilautstärkekurve RC verläuft). D. h., dass zum Realisieren desselben, wie oben beschrieben, ein Filterkoeffizient eingestellt wird, bei dem der Maskierungseffekt berücksichtigt ist.
  • In der 14 ist ein tatsächliches Beispiel für eine Systemkonfiguration dargestellt, bei der der Quantisierungsfehlerverminderer der vorliegenden Ausführungsform als Codierer/Decodierer-System verwendet ist, z. B. in einer Kompaktplatten(CD)-Einheit. In der 14 wird ein analoges Audiosignal an einen Eingangsanschluss 31 geliefert. Nachdem dieses analoge Audiosignal in einem A/D-Wandler 32 in ein digitales 20-Bit-Signal gewandelt wurde, wird es an einen 20-Bit-Korrespondenzcodierer 33 geliefert, der den Quantisierungsfehlerverminderer der vorliegenden Ausführungsform enthält. Im Codierer 33 erfahren diese digitalen Daten die Verarbeitung zur Verminderung des Quantisierungsfehlers, und sie werden zu Daten von 16 Bits codiert. Die so verarbeiteten Daten werden auf der CD aufgezeichnet. Die auf der CD aufgezeichneten Daten werden in einer Abspielschaltung 34 und einem D/A-Wandler 35 des vorliegenden CD-Players in ein Audiosignal gewandelt und am Ausgangsanschluss 36 ausgegeben. Die so ausgegebenen Daten werden dann wiedergegeben. D. h., dass, da die auf der CD auf solche Weise aufgezeichneten Daten, dass der Quantisierungsfehler durch den erfindungsgemäßen Quantisierungsfehlerverminderer verringert wird, der durch Abspielen der CD erhaltene Schall einen hohen Dynamikbereich hinsichtlich des Gehörsinns aufweist.
  • Ferner ist in der 15 ein tatsächliches Beispiel einer Systemkonfiguration unter Verwendung z. B. eines Mediums zum Aufzeichnen von Daten unter Verwendung von 10 Bits, verschieden von der o. g. CD, dargestellt. In diesem Fall wird ein eingegebenes analoges Signal, das an den Eingangsanschluss 41 geliefert wurde, in einem A/D-Wandler 42 in z. B. digitale 16-Bit-Daten gewandelt. Das so erhaltene Signal wird an einen 10-Bit-Korrespondenzcodierer 43 geliefert, der den erfindungsgemäßen Quantisierungsfehlerverminderer enthält. Im Codierer 43 erfahren die digitalen Daten eine Verarbeitung zur Verminderung des Quantisierungsfehlers, und sie werden zu 10-Bit-Daten codiert. Die so verarbeiteten Daten werden auf dem Medium aufgezeichnet. Die auf dem Medium aufgezeichneten Daten werden in einer Abspielschaltung 44 und einem D/A-Wandler 45 des vorliegenden Players in ein analoges Signal gewandelt und am Ausgangsanschluss 46 ausgegeben. Auch in diesem Fall weist das wiedergegebene Signal einen hohen Dynamikbereich auf.
  • In der 16 ist ein tatsächliches Beispiel dargestellt, bei dem der Quantisierungsfehlerverminderer dieser Ausführungsform in einem D/A-Wandlersystem zum Ausführen einer Überabtastung angewandt ist. In diesem Fall wird ein eingegebenes analoges Signal, das an den Eingangsanschluss 51 geliefert wird, in einem A/D-Wandler 52 in z. B. digitale Daten von 20 Bits gewandelt, um eine Überabtastung auszuführen, und es wird über einen Übertragungspfad an einen Quantisierungsfehlerverminderer 53 gemäß dieser Ausführungsform geliefert. In diesem Quantisierungsfehlerverminderer 53 erfahren die digitalen Daten eine Verarbeitung zur Verminderung des Quantisierungsfehlers. Die so verarbeiteten digitalen Daten werden in einem D/A- Wandler 54 in ein analoges Signal gewandelt und am Ausgangsanschluss 55 ausgegeben. So kann eine Überabtastung ausgeführt werden, und es kann die Auflösung des D/A-Wandlers verringert werden. So kann auf einfache Weise ein D/A-Wandler 54 mit hoher Linearität erzeugt werden.
  • Es ist ersichtlich, dass an der Erfindung verschiedene Zusätze und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne von ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen, die durch die beigefügten Ansprüche definiert und gewährleistet sein sollen.

Claims (9)

  1. System zum Vermindern von Quantisierungsrauschen in einem Audiosignal, mit: – einer Quantisierungseinrichtung (11) zum Quantisieren eines aufbereiteten, eingegebenen Audiosignals; – einer Subtrahiereinrichtung (12) zum Subtrahieren des aufbereiteten Eingangssignals für die Quantisierungseinrichtung (11) von einem Ausgangssignal derselben; – einem ersten Untersystem mit einer Störsignalfiltereinrichtung (13), die mit einem Ausgangssignal der Subtrahiereinrichtung (12) versorgt wird, wobei das Ausgangssignal der Störsignalfiltereinrichtung (13) zusätzlich mit dem eingegebenen Audiosignal kombiniert wird, wobei die Filterkoeffizienten der Störsignalfiltereinrichtung (13) auf Grundlage von Information betreffend eine der menschlichen Gehörsinncharakteristik entsprechenden Äquilautstärkekurve (RC) eingestellt werden; gekennzeichnet durch – ein zweites Untersystem mit einer Dithererzeugungseinrichtung (21) zum Erzeugen eines zufälligen oder pseudozufälligen Dithersignals, das mit dem eingegebenen Audiosignal additiv zu kombinieren ist, wobei die Dithererzeugungseinrichtung (21) durch einen mit dem eingegebenen Audiosignal versorgten Pegeldetektor (20) gesteuert wird, wobei die Steuerung durch den Pegeldetektor auf dem Signalpegel des eingegebenen Audiosignals beruht und sie dergestalt erfolgt, dass die Frequenzcharakteristik und der Pegel der Dithererzeugungseinrichtung (21) eingestellt werden.
  2. Quantisierungsrauschenverminderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtersteuereinrichtung vorhanden ist, um die Charakteristik der Filtereinrichtung (13) zu steuern, und sie eine Filterkoeffizient-Berechnungseinrichtung (14) und eine Datenerzeugungseinrichtung (15) zum Erzeugen von Daten betreffend die Äquilautstärkecharakteristik beinhaltet, wobei die Daten an die Filterkoeffizient-Berechnungseinrichtung (14) geliefert werden.
  3. Quantisierungsrauschenverminderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtersteuereinrichtung ferner eine Einrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten zum Korrigieren eines Niederfrequenzband-Abschnitts der Filtercharakteristik beinhaltet.
  4. Quantisierungsrauschenverminderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtersteuereinrichtung ferner eine Einrichtung zum Steuern der Filtercharakteristik entsprechend dem Maskierungseffekt des eingegebenen Audiosignals beinhaltet.
  5. Quantisierungsrauschenverminderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtersteuereinrichtung ein Steuersignal erzeugt, um eine Filtercharakteristik zum Realisieren einer solchen Störsignalformung zu liefern, dass ein zulässiges Störsignalspektrum, das unter Berücksichtigung des zeitweiligen Maskierungseffekts erhalten wird, entsprechend dem Spektrum des eingegebenen Audiosignal geliefert wird.
  6. Quantisierungsrauschenverminderer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtersteuereinrichtung ein Steuersignal erzeugt, um eine Filtercharakteristik zum Realisieren einer Störsignalformung in solcher Weise zu liefern, dass ein zulässiges Störsignalspektrum, das unter Berücksichtigung des Maskierungseffekts auf zeitlicher Basis erhalten wird, entsprechend dem Spektrum des eingegebenen Audiosignals geliefert wird.
  7. Quantisierungsrauschenverminderer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtersteuereinrichtung ein Steuersignal zum Liefern einer Filtercharakteristik zum Realisieren einer solchen Störsignalformung erzeugt, dass ein zulässiges Störsignalspektrum, bei dem die Äquilautstärkekurve berücksichtigt wird, wenn der Signalpegel des eingegebenen Audiosignals klein ist, und der Maskierungseffekt entsprechend berücksichtigt wird, wenn der zugehörige Signalpegel groß wird, entsprechend dem Signalpegel des eingegebenen Audiosignals gebildet wird.
  8. Verfahren zum Vermindern von Quantisierungsrauschen in einem digitalen Audiosignal, mit den folgenden Schritten: – additives Beeinflussen eines eingegebenen digitalen Audiosignals durch zwei unabhängig variable Parameter mit komplementären Effekten auf das eingegebene digitale Audiosignal vor dem Quantisieren des so beeinflussten eingegebenen Audiosignals, d. h. – als Erstes wird ein Dithersignal erzeugt, das als Zufalls- oder Pseudozufallssignal definiert ist, das zum eingegebenen digitalen Audiosignal zu addieren ist und das entsprechend dem erfassten Pegel des eingegebenen Audiosignals in solcher Weise kontrolliert wird, dass die Filtercharakteristik des Dithersignals und der Pegel desselben eingestellt sind; und – als Zweites erfolgt eine Störsignalfilterung des Subtraktionsergebnisses betreffend einen Signalvergleich des quantisierten, ausgegebenen Audiosignals mit dem nicht quantisierten, eingegebenen Audiosignal, und es erfolgt ein Addieren des Ergebnisses der Störsignalfilterung zum eingegebenen digitalen Audiosignal, wobei der Störsignal-Filterungsschritt durch Filterkoeffizienten definiert wird, die auf Grundlage von Information betreffend eine der menschlichen Gehörsinncharakteristik entsprechenden Äquilautstärkekurve eingestellt werden.
  9. Codierer für Audiosignale, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Quantisierungsrauschen-Verminderungseinrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
DE1993633047 1992-05-06 1993-04-15 Quantisierungsfehlerverminderer für Audiosignal Expired - Fee Related DE69333047T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11360192 1992-05-06
JP11360192 1992-05-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69333047D1 DE69333047D1 (de) 2003-07-24
DE69333047T2 true DE69333047T2 (de) 2004-05-06

Family

ID=14616352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1993633047 Expired - Fee Related DE69333047T2 (de) 1992-05-06 1993-04-15 Quantisierungsfehlerverminderer für Audiosignal

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0568846B1 (de)
DE (1) DE69333047T2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2293297B (en) * 1994-09-13 1999-01-20 Sony Uk Ltd Dithered data coding
JPH09307385A (ja) * 1996-03-13 1997-11-28 Fuideritsukusu:Kk 音響信号再生方法及び装置
GB2451474B (en) * 2007-07-31 2012-03-28 Wolfson Microelectronics Plc word length reduction circuit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0738588B2 (ja) * 1985-07-11 1995-04-26 ティアツク株式会社 アナログ―デイジタル変換装置
JPH02134010A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Sony Corp 信号処理装置
JPH0472909A (ja) * 1990-07-13 1992-03-06 Sony Corp オーディオ信号の量子化誤差低減装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69333047D1 (de) 2003-07-24
EP0568846B1 (de) 2003-06-18
EP0568846A1 (de) 1993-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69233094T2 (de) Verfahren und Anordnung zur Datenkompression bei welchem Quantisierungsbits einem Block in einem gegenwärtigen Rahmen in Abhängigkeit eines Blocks in einem vergangenen Rahmen zugeteilt werden
EP1143416B1 (de) Geräuschunterdrückung im Zeitbereich
DE4038805C2 (de) Vorrichtung zum automatischen Einstellen der Lautstärke
DE2838293C2 (de) Schaltung zur Störgeräuschverminderung mittels Signalkompression und -expansion in getrennten Frequenzbereichen
DE60024963T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur banderweiterung eines audiosignals
DE60303689T2 (de) Audiodecodierungsvorrichtung und -verfahren
EP1145227B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verschleiern eines fehlers in einem codierten audiosignal und verfahren und vorrichtung zum decodieren eines codierten audiosignals
DE2749986C2 (de)
AT389962B (de) Tonfrequentes-analog/digital-umsetzsystem
DE69533500T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum kodieren und dekodieren von nachrichten
DE1487276C3 (de) Baustein für eine Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Dynamik von Audiosignalen durch Kompression bzw. Expansion zur Störgeräuschvermittlung
DE4225434A1 (de) Vorrichtung zur aufzeichnung und wiedergabe von komprimierten digitalen daten auf bzw. von einem aufzeichnungstraeger und dabei anwendbares verfahren zur bitentfernung
DE4126902A1 (de) Sprachintervall - feststelleinheit
DE3315519A1 (de) Analog/digitale signaluebertragung
EP1091349A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung bei der Sprachübertragung
DE19959156A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten eines Stereoaudiosignals
WO1998048531A1 (de) Verfahren zum verschleiern von fehlern in einem audiodatenstrom
DE4447257A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Codieren eines digitalen Tonsignals
DE112009002571T5 (de) Variable Rauschmaskierung während Phasen wesentlicher Stille
EP1239455A2 (de) Verfahren und Anordnung zur Durchführung einer an die Übertragungsfunktion menschilcher Sinnesorgane angepassten Fourier Transformation sowie darauf basierende Vorrichtungen zur Geräuschreduktion und Spracherkennung
DE69333047T2 (de) Quantisierungsfehlerverminderer für Audiosignal
DE4001747A1 (de) Anpassbares hochpassfilter mit steuerbarer abschneidefrequenz in abhaengigkeit vom eingangssignal und betriebsverfahren hierfuer
EP0378609B1 (de) Verfahren zur übertragung eines audiosignals
DE69923911T2 (de) Vorrichtung zur Übertragung und Wiedergabe eines digitalen Audiosignales
EP1351550A1 (de) Verfahren zur Anpassung einer Signalverstärkung in einem Hörgerät sowie ein Hörgerät

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee