-
Hintergrund
der Erfindung
-
1.
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum effektiven
Codieren und Decodieren eines Sprachsignals, eines Audiosignals
usw.
-
2. Beschreibung des Stands
der Technik
-
In
einem digitalen Codiersystem für
ein Sprachsignal, für
ein Audiosignal usw. wird die Signalübertragungsrate oder -aufzeichnungsrate
verringert, wenn seine Redundanz entfernt wird. Als eine Referenz
des Stands der Technik wird anhand der 3 und 4 ein
Codiersystem beschrieben, das in ISO/IEC (International Organisation
for Standardisation/International Electro-technical Commission)
11172-3 (als MPEG/Audio bezeichnet), Schicht I, definiert ist.
-
Ein
in 3 gezeigter herkömmlicher Codierer ist aus einem
Eingabeanschluss 1, einem Signalkonvertierungsabschnitt 2,
einem Analysierabschnitt 3, einem Auswahlabschnitt 4,
Quantisierungsabschnitten 51 bis 53, einem Multiplexabschnitt 6 und
einem Ausgabeanschluss 7 gebildet. Die Quantisierungsabschnitte 51 bis 53 unterscheiden
sich voneinander in Bezug auf die Anzahl der Quantisierungsschritte.
In diesem Beispiel besitzt der Quantisierungsabschnitt 51 drei
Quantisierungsschritte. Der Quantisierungsabschnitt 52 besitzt
sieben Quantisierungsschritte. Der Quantisierungsabschnitt 53 besitzt
15 Quantisierungsschritte. In dem Literaturhinweis des verwandten
Gebiets sind Quantisierungsabschnitte mit mehr als 15 Schritten
vorgesehen, wobei sie aber in diesem Dokument zur Vereinfachung
weggelassen sind.
-
Dieses
System basiert auf einem Teilbandcodiersystem, bei dem ein Eingabesignal
in eine Vielzahl von Frequenzdomänensignalen
unterteilt wird und jedes Frequenzdomänensignal unabhängig codiert
wird. Allgemein haben Sprach- und Audiosignale bei niedrigerer Frequenz
höhere
Amplituden, wobei die erforderliche Rate zur Übertragung dadurch verringert
werden kann, dass bei niedrigerer Frequenz mehr Bits zugewiesen
werden, während
bei höherer
Frequenz weniger Bits zugewiesen werden.
-
In
der Realität
wird von dem Eingabeanschluss 1 ein digitales Audiosignal,
z. B. PCM-Audioabtastwerte, geliefert. Jedes Mal, wenn 32 Abtastwerte
des Audiosignals eingegeben werden, unterteilt der Signalkonvertierungsabschnitt 2 die
Frequenzbänder
des Eingabeaudiosignals und konvertiert sie in 32 Frequenzdomänensignale.
Außerdem
speichert der Signalkonvertierungsabschnitt 2 12 Sätze von
Frequenzdomänensignalen
in einem Puffer davon, da die durch eine Konversion erhaltenen 32
Frequenzdomänensignale
ein Satz von Frequenzdomänensignalen
ist. Die 12 Sätze
von Frequenzdomänensignalen
mit der gleichen Frequenz werden als ein Block bezeichnet (32 × 12 = 384
Abtastwerte/Rahmen).
-
Der
Analysierabschnitt 3 berechnet in jedem Frequenzband einen
erlaubten Fehler beim Quantisieren der Frequenzdomänensignale.
Wenn z. B. beim Bewerten der Codierungsqualität ein objektives S/N-Verhältnis verwendet
wird, wird der erlaubte Fehler für
jedes Frequenzdomänensignal
konstant gehalten. Wenn ein Audiosignal codiert wird, wird nicht
nur ein objektiver Wert wie etwa das S/N-Verhältnis,
sondern eine subjektive Bewertung wie etwa durch Testhören stark
beachtet. Somit kann das Codierungsrauschen unter Verwendung psychoakustischer
Analysetechnologien gesteuert werden, so dass die Verschlechterung
der Hörqualität des wiedergegebenen
Klangs minimiert wird. Folglich sollte basierend auf dem Eingabeaudiosignal
und/oder den Frequenzdomänensignalen
der erlaubte Fehler erhalten werden.
-
Der
Auswahlabschnitt 4 wählt
einen der Quantisierungsabschnitte 51 bis 53 aus,
der die Frequenzdomänensignale
für jeden
Block quantisiert.
-
Jeder
der Quantisierungsabschnitte 51 bis 53 empfängt einen
Block von Frequenzdomänensignalen, berechnet
die Amplitudeninformationen der Frequenzdomänensignale jedes Blocks, codiert
die Frequenzdomänensignale
mit den Amplitudeninformationen und gibt die Amplitudeninformationen
und die Codes der codierten Frequenzdomänensignale aus. Die Amplitudeninformationen
werden wie in Tabelle 1 gezeigt mit einer Genauigkeit von 2 dB erhalten.
-
[Tabelle
1] Beziehung zwischen Index und Amplitude
-
In
der Realität
erfasst jeder der Quantisierungsabschnitte 51 bis 53 den
maximalen Amplitudenabsolutwert der Frequenzdomänensignale in jedem Block und
behandelt den aufgerundeten Wert mit der Genauigkeit von 2 dB als
Amplitudeninformationen. In diesem Standard werden 63 Amplitudeninformationsindizes bereitgestellt.
Um die Amplitudeninformationen zu senden, sind sechs Bits erforderlich.
-
In
diesem Standard ist die Quantisierungscharakteristik linear. Unter
der Annahme, dass der Betragswert eines Frequenzdomänensignals
C ist, der Wert der Amplitudeninformationen L ist und die Anzahl
der Quantisierungsschritte S ist, wobei die Koeffizienten A und
B die Anzahl der Quantisierungsschritte S in Tabelle 2 entsprechen,
wird [{A × (C/L)
+ B} × (S
+ 1)/2]berechnet. Die Bruchteile nach dem Dezimalkomma des
berechneten Ergebnisses werden aufgerundet und die signifikanten
höherwertigen
N Bits erhalten. Anschließend
wird durch Invertieren des höchstwertigen
Bits der N Bits ein Code des Frequenzdomänensignals erhalten.
-
[Tabelle
2] Beziehung
zwischen der Anzahl der Quantisierungsschritte S, den Koeffizienten
A und B und den Bits N
-
In
einem Dequantisierungsabschnitt einer in 4 gezeigten
Decodiervorrichtung wird das höchstwertige
Bit des Codes invertiert und ein Ergebnis Q erhalten. Durch Berechnen
von [{2 × (Q
+ 1)/S} × L]
kann ein dequantisiertes Signal des Frequenzdomänensignals erhalten werden.
-
Nachfolgend
werden reale Quantisierungs- und Dequantisierungsprozesse in dem
Fall beschrieben, dass die Amplitudenwerte der Frequenzdomänensignale
eines Blocks 0,10, –0,15, –0,03, 0,20,
0,05, 0,44, 0,05, –0,11,
0,32, –0,40,
0,92 und 0,04 sind.
-
Da
der maximale Amplitudenwert in diesem Block 0,92 ist, wird als der
Amplitudenwert 1,0 (Index = 3) ausgewählt. Entsprechend der oben
beschriebenen Berechnung sind die in dem 15-Schritt-Quantisierungsprozess
erhaltenen Codes 8, 6, 7, 9, 7, 10, 7, 6, 9, 4, 14 und 7. Der Dequantisierungsabschnitt
dequantisiert diese Codes und erhält 0,133, –0,133, 0,0, 0,267, 0,0, 0,4,
0,0, –0,133,
0,267, –0,400,
0, 933 und 0, 0.
-
Die
15-Schritt-Quantisierungseinheit 53 benötigt zum Senden eines Codes
eines Frequenzdomänensignals
vier Bits. Somit benötigt
die 15-Schritt-Quantisierungseinheit 53 zum Senden der
Codes von 12 Frequenzdomänensignalen
eines Blocks 48 Bits. Außerdem
benötigt
die 15-Schritt-Quantisierungseinheit 53 zum Senden der
Amplitudeninformationen sechs Bits. Somit benötigt die 15-Schritt-Quantisierungseinheit 53 insgesamt
54 Bits.
-
Wenn
der Quantisierungsabschnitt-Auswahlabschnitt 4 die Drei-Schritt-Quantisierungsabschnitte
auswählt,
werden die Codes 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 0, 2 und 1 erhalten.
Die dequantisierten Werte sind 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,667, 0,0,
0,0, 0,0, –0,667,
0,667 und 0,0.
-
Somit
ist die Gesamtzahl der zum Senden eines Blocks erforderlichen Bits
insgesamt 30 Bits, die aus 12 Zwei-Bit-Codes, von denen jeder einen
auf drei Niveaus quantisierten Wert jedes Frequenzdomänensignals repräsentiert,
und sechs Bits, die die Amplitudeninformationen des Blocks repräsentieren,
gebildet sind.
-
Wie
bei der Dequantisierungsberechnung ist der Betrag des Quantisierungsfehlers
proportional zu {(Amplitudenwert L)/(Anzahl der Quantisierungsschritte
S)} jedes Blocks. Somit kann die Quantisierungsgenauigkeit der Frequenzdomänensignale
verbessert werden, während
die Anzahl der Quantisierungsschritte S groß ist. Allerdings wird die
Anzahl der Bits N, die jeden Code repräsentieren, groß, wenn
die Anzahl der Quantisierungsschritte S groß wird. Somit steigt die Übertragungsrate.
Während
der Quantisierungsabschnitt-Auswahlabschnitt 4 den Betrag
des Quantisierungsfehlers jedes Frequenzdomänensignals in der Weise einstellt,
dass er proportional zu dem durch den Analysierabschnitt 3 definierten
erlaubten Fehler ist, wählt folglich
der Quantisierungsabschnitt-Auswahlabschnitt 4 einen Quantisierungsabschnitt
in der Weise aus, dass die Anzahl der zum Codieren aller Frequenzdomänensignale
erforderlichen Bits in einer Domäne
liegt, die der Übertragungsrate
entspricht.
-
Der
Multiplexabschnitt 6 multiplexiert die Quantisierungsabschnitt-Auswahlinformationen
und eine Ausgabe eines Quantisierungsabschnitts für jeden
Block, bildet einen Bitstrom und liefert ihn über den Ausgabeanschluss 7.
-
Die
herkömmliche
Decodiervorrichtung ist aus einem Eingabeanschluss 11,
einem Demultiplexierungsabschnitt 12, einem Drei-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 81,
einem Sieben-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 82, einem
15-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 83, einem Abschnitt 13 für inverse
Signalkonvertierung und einem Ausgabeanschluss 14 gebildet.
-
Die
Decodiervorrichtung empfängt
von dem Eingabeanschluss 11 ein multiplexiertes Signal.
Der Demultiplexierungsabschnitt 12 demultiplexiert das
multiplexierte Signal in Quantisierungsabschnitt-Auswahlinformationen
und in eine Ausgabe eines Quantisierungsabschnitts. Mit den Quantisierungsabschnitt-Auswahlinformationen
wird aus dem Drei-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 81,
aus dem Sieben-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 82 und
aus dem 15-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 83 ein Dequantisierungsabschnitt
ausgewählt,
der dem Quantisie rungsverfahren auf der Codierungsseite entspricht.
Jeder der Dequantisierungsabschnitte 81 bis 83 trennt
die Ausgabe eines Quantisierungsabschnitts in Amplitudeninformationen
und Codes der Frequenzdomänensignale.
Wie oben beschrieben wurde, werden die Codes der Frequenzdomänensignale
mit den Amplitudeninformationen dequantisiert und die Frequenzdomänensignale
jedes Blocks reproduziert. Der Abschnitt 13 für inverse
Signalkonvertierung konvertiert die Frequenzdomänensignale invers in ein Zeitdomänensignal
und liefert das resultierende Signal über den Ausgabeanschluss 14.
-
In
der Referenz des Stands der Technik wird ein Quantisierungsabschnitt
verwendet, der mit einem Block gemeinsam ist. Somit wird die Verteilung
der quantisierten Codes unregelmäßig, wobei
sich die Codierungseffizienz verschlechtert, wenn die Amplitudenverteilung
der Frequenzdomänensignale
nicht gleich ist, wenn z. B. wenige Frequenzdomänensignale in dem Block große hervorstehende
Amplituden haben.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Systems
zum Konvertieren eines Schall- und Sprachsignals in Frequenzdomänensignale
zum Bilden von Blöcken
und zum Unterdrücken
der Anzahl der Quantisierungsbits, um eine hohe Codierungsqualität zu erreichen,
falls wenige Frequenzdomänensignale
in den Blöcken
hervorstehende Amplituden haben.
-
Die
vorliegende Erfindung ist ein Codiersystem, wie es in Anspruch 1
definiert ist.
-
In
dem Codiersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Ausgaben des zweiten Quantisierungsabschnitts
eine Amplitudeninformationen, ein Polaritätscode und ein Index.
-
In
dem Codiersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Ausgaben des zweiten Quantisierungsabschnitts
eine repräsentative
Amplitudeninformation, eine Vielzahl von Frequenzindizes und eine
Vielzahl von Polaritätscodes.
-
In
dem Codiersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Signalindizes bei der Bestimmung eines Teils
der Frequenzdomänensignale
des in dem zweiten Quantisierungsabschnitt zu codierenden Blocks
zuvor in Gruppen unterteilt, wobei aus jeder der Gruppen nur ein
Index auswählbar
ist.
-
Außerdem ist
die vorliegende Erfindung ein Decodiersystem, wie es in Anspruch
6 definiert ist.
-
In
dem Decodiersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Eingaben des zweiten Dequantisierungsabschnitts
Amplitudeninformationen, ein Polaritätscode und ein Index.
-
In
dem Decodiersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Eingaben des zweiten Dequantisierungsabschnitts
eine repräsentative
Amplitudeninformation, eine Vielzahl von Frequenzindizes und eine Vielzahl
von Polaritätscodes.
-
In
dem Decodiersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Signalindizes zuvor durch den zweiten Dequantisierungsabschnitt
dividiert, wobei nur ein Index in jeder der Gruppen eines Frequenzdomänensignals
decodiert werden kann.
-
Frequenzdomänensignale
mit großen
hervorstehenden Amplituden werden mit Amplitudeninformationen, Polaritätsinformationen
und Signalindex quantisiert/dequantisiert.
-
Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden im Licht der folgenden ausführlichen Beschreibung einer
besten Ausführungsart
davon, wie sie in der beigefügten
Zeichnung gezeigt ist, besser sichtbar.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnung
-
1 ist
ein Blockschaltplan, der ein Codiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
2 ist
ein Blockschaltplan, der ein Decodiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
3 ist
ein Blockschaltplan, der ein herkömmliches Codiersystem zeigt;
und
-
4 ist
ein Blockschaltplan, der ein herkömmliches Decodiersystem zeigt.
-
Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
-
Anhand
der 1 und 2 wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Ausführungsform
sind vier Arten von Quantisierungsabschnitten und vier Arten von
Dequantisierungsabschnitten verwendet. Allerdings wird angemerkt,
dass die Anzahl der Arten sowohl der Quantisierungsabschnitte als
auch der Dequantisierungsabschnitte nicht beschränkt ist.
-
Eine
Codiervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist aus einem Eingabeanschluss 1, einem Signalkonvertierungsabschnitt 2,
einem Analysierabschnitt 3, einem Auswahlabschnitt 4,
Quantisierungsabschnitten 50 bis 53, einem Multiplexabschnitt 6 und
einem Ausgabeanschluss 7 gebildet. Die Quantisierungsabschnitte 50 bis 53 sind
aus einem Pulsquantisierungsabschnitt 50 sowie aus einem
Drei-Schritt-Quantisierungsabschnitt 51,
einem Sieben-Schritt-Quantisierungsabschnitt 52 und einem
15-Schritt-Quantisierungsabschnitt 53 gebildet, die die
gleichen sind wie jene, die in der herkömmlichen Codiervorrichtung
verwendet sind.
-
Von
dem Eingabeanschluss 1 wird ein digitales Audiosignal,
z. B. PCM-Audioabtastwerte, geliefert. Jedes Mal, wenn 32 Abtastwerte
eines Audiosignals eingegeben werden, konvertiert der Signalkonvertierungsabschnitt 2 ein
Band des Audiosignals in 32 Frequenzdomänensignale und speichert 12
Sätze von
Frequenzdomänensignalen,
da 32 Frequenzdomänensignale
ein Satz von Frequenzdomänensignalen
sind. Diese 12 Sätze
von Frequenzdomänensignalen
jeder Frequenz bilden einen Block. Als ein Signalkonvertierungsprozess
können
eine Vielzahl konvertierter Koeffizienten mit aufeinander folgenden
Frequenzindizes durch einen Fourier-Transformationsprozess oder
durch einen diskreten Kosinustransformationsprozess anstelle des Bandunterteilungsprozesses
als ein Block gruppiert werden.
-
Der
Analysierabschnitt 3 berechnet unter Verwendung des Eingabeaudiosignals,
der Frequenzdomänensignale
usw. in der gleichen Weise wie im herkömmlichen Verfahren für jede Frequenz
den Betrag des erlaubten Fehlers.
-
Während der
Auswahlabschnitt 4 die Größe des Quantisierungsfehlers
jedes Frequenzdomänensignals
in der Weise einstellt, dass er proportional zu dem durch den Analysierabschnitt 3 definierten
erlaubten Fehler ist, wählt
der Auswahlab schnitt 4 einen Quantisierungsabschnitt in
der Weise aus, dass die Anzahl der für die Codierung der Frequenzdomänensignale
aller Blöcke
erforderlichen Bits in einem erlaubten Bereich liegt, der der Übertragungsrate
entspricht. Wie später
beschrieben wird, codiert der ausgewählte Quantisierungsabschnitt
das Frequenzdomänensignal
jedes Blocks.
-
Der
Multiplexabschnitt 6 multiplexiert die Quantisierungsabschnitt-Auswahlinformationen
und die Ausgabe eines Quantisierungsabschnitts für jeden Block, bildet einen
Bitstrom und liefert ihn über
den Ausgabeanschluss 7.
-
Eine
Decodiervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist aus einem Eingabeanschluss 11, einem Demultiplexierungsabschnitt 12,
einem Impulsdequantisierungsabschnitt 80, einem Drei-Schritt-Dequantisierungsabschnit 81,
einem Sieben-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 82, einem
15-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 83, einem Abschnitt 13 für inverse
Signalkonvertierung und einem Ausgabeanschluss 14 gebildet.
-
Von
dem Eingabeanschluss 11 wird ein multiplexiertes Signal
empfangen. Der Demultiplexierungsabschnitt 12 demultiplexiert
das empfangene Signal in den Auswahlabschnitt und eine Ausgabe eines
Quantisierungsabschnitts. Mit den Auswahlinformationen wird aus
dem Impulsdequantisierungsabschnitt 80, aus dem Drei-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 81,
aus dem Sieben-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 82 und
aus dem 15-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 83 ein Dequantisierungsabschnitt
auswählt,
der dem Quantisierungsverfahren auf der Codierungsseite entspricht.
Wie später
beschrieben wird, reproduziert der ausgewählte Dequantisierungsabschnitt
die Frequenzdomänensignale
jedes Blocks, der der Eingabe des Quantisierungsabschnitts entspricht.
Der Abschnitt 13 für
inverse Signalkonvertierung konvertiert die Frequenzdomänensignale
invers in eine Zeitdomäne
und liefert das resultierende Signal über den Ausgabeanschluss 14.
-
Nachfolgend
werden mehrere Beispiele des Quantisierungsprozesses und des Dequantisierungsprozesses
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
-
Als
ein erstes Beispiel codiert der Pulsquantisierungsabschnitt 80 die
Frequenzdomänensignale
mit großen
hervorstehenden Amplitudenwerten, wenn die Frequenzdomänensignale
jedes Blocks codiert werden. Die herkömmlichen Quantisierungsabschnitte
codieren andere Frequenzdomänensignale.
In dem Beispiel des Literaturhinweises des verwandten Gebiets quantisiert
der Pulsquantisierungsabschnitt 50 das 11-te Teilbandsignal
mit einem Amplitudenwert 0,92. Die herkömmlichen Quantisierungsabschnitte
quantisieren andere Frequenzdomänensignale
mit den Amplitudenwerten 0,10, –0,15, –0,03, 0,20,
0,05, 0,44, 0,05, –0,11,
0,32, –0,40 und
0,04.
-
Der
Pulsquantisierungsabschnitt 50 berechnet den Amplitudenwert,
die Polarität
und den Index eines Teilbandsignals und gibt sie aus. Falls der
Pulsquantisierungsabschnitt 50 ein Frequenzdomänensignal
mit einem Amplitudenwert 0,92 verarbeitet, gibt der Pulsquantisierungsabschnitt 50 die
Amplitudeninformation 1,0 (Index = 3) und die Polaritätsinformation
positiv aus, wenn die in Tabelle 1 gezeigte Beziehung zwischen Index und
Amplitudeninformationen angewendet wird. Da das Frequenzdomänensignal
mit dem Amplitudenwert 0,92 an der 11-ten Stelle des Blocks angeordnet
ist, ist die Indexinformation 11. Somit erfordert die Ausgabe des
Pulsquantisierungsabschnitts 50 sechs Bits für die Amplitudeninformationen,
ein Bit für
die Polaritätsinformationen
und vier Bits für
die Frequenzindexinformationen, die 12 Signale des Blocks identifizieren.
Da Frequenzdomänensignale
mit großen
hervorstehenden Amplitudenwerten ausgeschlossen sind, wird der maximale
Amplitudenabsolutwert anderer Frequenzdomänensignale von 0,92 auf 0,44
verringert. Somit werden die Amplitudeninformationen dieser Frequenzdomänensignale
zu 0,5 (Index = 6). Da der Quantisierungsfehler proportional zu
{(Amplitudenwert L)/(Anzahl der Quantisierungsschritte S)} jedes
Blocks ist, kann die Anzahl der erforderlichen Schritte von 15 auf
7 verringert werden, wenn die Frequenzdomänensignale mit dem ähnlichen
Quantisierungsfehler wie jene des 15-Schritt-Quantisierungsabschnitts
und des 15-Schritt-Dequantisierungsabschnitts quantisiert werden.
Somit kann die Anzahl der zum Senden jedes Codes erforderlichen
Bits von 4 auf 3 verringert werden. Der Sieben-Schritt-Quantisierungsabschnitt
quantisiert die 11 Teilbandsignale und erhält die Codes 4, 2, 3, 4, 3,
6, 3, 2, 5, 0 und 3. Auf der Decodierungsseite decodiert der Sieben-Schritt-Dequantisierungsabschnitt 82 diese
Codes und erhält
die reproduzierten Frequenzdomänensignale
0,143, –0,143,
0,0, 0,143, 0,0, 0,429, 0,0, –0,143,
0,286, –0,429
und 0,0.
-
Schließlich können gemäß der vorliegenden
Erfindung wie in Tabelle 3 gezeigt bei insgesamt 50 Bits die Codes
aller Frequenzdomänensignale
eines Blocks gesendet werden. Im Vergleich zu den 54 Bits des Literaturhinweises
des verwandten Gebiets kann die Anzahl der erforderlichen Bits um
vier Bits verringert werden.
-
-
Nachfolgend
werden der Pulsquantisierungsprozess und der Pulsdequantisierungsprozess
mit dem Eingabesignal des Literaturhinweises des verwandten Gebiets
beschrieben, falls die Anzahl der Quantisierungsschritte 3 ist.
-
Wenn
die Anzahl der Quantisierungsschritte in einem Block drei ist, sind
die Amplitudenwerte der quantisierten Frequenzdomänensignale "0" und "±" (die gleichen oder
negativen Werte des Werts, der durch die Amplitudeninformationen
angegeben wird). Mit anderen Worten, wenn Impulse mit negativen
und positiven Amplitudenwerten mit einer Mitte von "0" angeordnet sind, können Frequenzdomänensignale
des Blocks repräsentiert
werden. Die zu sendenden Informationen sind Amplitudeninformationen
gemeinsam mit Frequenzdomänensignalen
des Blocks, ein Frequenzindex jedes mit einem Impuls imitierten
Frequenzdomänensignals und
ein Polaritätscode.
-
Da
die Frequenzdomänensignale
eines Blocks in dem Beispiel des Eingabesignals des Literaturhinweises
des verwandten Gebiets mit drei Impulsen imitiert werden können, ist
in Tabelle 4 eine Bitzuweisung gezeigt, wenn die Anzahl der in einem
Block repräsentierten
Frequenzdomänensignale
auf vier beschränkt
ist. Da die mit Impulsen imitierten Frequenzdomänensignale 6 (0,44), 10 (–0,40) und
11 (0,92) sind, werden die Informationen 6, 10 und 11 als Indizes
codiert. Die Polaritäten
dieser Codes sind positiv, negativ und positiv. Als Amplitudeninformationen
werden 1,0 (Index = 3) als der Maximalamplitudenwert oder 0,630
(Index = 5) als der Durchschnitt der Amplitudenwerte der drei zu
imitierenden Frequenzdomä nensignale
verwendet.
-
-
Die
Anzahl der Bits für
die Amplitudeninformationen, für
den Index und für
den Polaritätscode
sind sechs, vier und eins. Somit ist die Gesamtzahl der Bits 23
Bits, d. h. weniger als 30 Bits in der Referenz zum Stand der Technik.
-
Wenn
die Anzahl der Bits der Anzahlinformationen der zu codierenden Frequenzdomänensignale
auf eins, zwei, drei oder vier geändert wird, können bis
zu zwei, vier, acht und 16 Frequenzdomänensignale imitiert werden.
Unter der Annahme, dass die Anzahl der zu imitierenden Frequenzdomänensignale
M und die Anzahl der Bits für
die Anzahlinformationen der zu codierenden Frequenzdomänensignale
N ist (N = 1 bis 4), kann die Anzahl der erforderlichen Bits durch
6 + N + M × (4
+ 1) ausgedrückt
werden. Somit ist die Anzahl der benötigten Bits, wenn die Anzahl
der in einem Rahmen repräsentierten
Frequenzdomänensignale
auf vier begrenzt ist, im Vergleich zu dem Literaturhinweis des
verwandten Gebiets, in dem ein Drei-Schritt-Quantisierungsprozess
verwendet wird, immer verringert.
-
Falls
der Pulsquantisierungsprozess und der Pulsdequantisierungsprozess
verwendet werden, kann die Anzahl der Bits verringert werden, wenn
die Auswahl der zu codierenden Frequenzdomänensignale beschränkt wird.
Zum Beispiel werden Beschränkungen
dessen angewendet, welche 12 Frequenzdomänensignale eines Blocks in
drei Gruppen unterteilt werden, wobei nur ein Frequenzdomänensignal jeder
Gruppe codiert wird. Als ein Gruppierungsverfahren werden das erste,
das vierte, das siebente und das zehnte Frequenzdomänensignal
der ersten Gruppe zugewiesen. Das zweite, das fünfte, das achte und das elfte
Frequenzdomänensignal
werden der zweiten Gruppe zugewiesen. Das dritte, das sechste, das
neunte und das elfte Frequenzdomänensignal
werden der dritten Gruppe zugewiesen. Als ein Kriterium für die Auswahl
eines Frequenzdomänensignals
aus jeder Gruppe wird ein Amplitudenwert verwendet.
-
In
dem Beispiel der Frequenzdomänensignale
des Literaturhinweises des verwandten Gebiets ist das Frequenzdomänensignal
mit dem größten Amplitudenabsolutwert
der ersten Gruppe das zehnte Frequenzdomänensignal (–0,40). Das Frequenzdomänensignal
mit dem größten Amplitudenabsolutwert
der zweiten Gruppe ist das elfte Frequenzdomänensignal (0,92). Das Frequenzdomänensignal
mit dem größten Amplitudenabsolutwert
der dritten Gruppe ist das sechste Frequenzdomänensignal (0,44). In den Frequenzdomänensignalen,
die den einzelnen Gruppen zugewiesen sind, haben das vierte Frequenzdomänensignal,
das vierte Frequenzdomänensignal
und das zweite Frequenzdomänensignal
die größten Amplitudenwerte.
Somit können die
Frequenzdomänensignale
an dem decodierenden Standort reproduziert werden, wenn außer den
Amplitudeninformationen 4, 4 und 2 als die Indizes der ausgewählten Frequenzdomänensignale
und negativ, positiv und positiv als die Polaritätsinformationen gesendet werden.
Wie bei dem oben beschriebenen Beispiel werden an diesem Punkt 1,0
(Index = 3), basierend auf dem maximalen Amplitudenwert, oder 0,630
(Index = 5), basierend auf dem Durchschnittswert der Amplitudenwerte
von drei zu imitierenden Frequenzdomänensignalen, als der Amplitudenwert
verwendet.
-
Wie
in Tabelle 5 gezeigt ist, ist die Anzahl der Bits, die zum Senden
von Frequenzdomänensignalen eines
Blocks erforderlich sind, sechs Bits für die Amplitudeninformationen
des Blocks, zwei Bits für
einen Index zum Auswählen
eines von vier Frequenzdomänensignalen
und ein Bit zum Repräsentieren
der Polarität
der Amplitude des ausgewählten
Frequenzdomänensignals.
Da insgesamt 15 Bits verwendet werden, ist somit die Anzahl der
erforderlichen Bits im Vergleich zu der oben beschriebenen Ausführungsform
verringert.
-
-
Als
ein Gruppierungsverfahren zum Gruppieren der Frequenzdomänensignale
eines Blocks können das
erste, das zweite, das dritte und das vierte Signal der ersten Gruppe
zugewiesen werden. Das fünfte,
das sechste, das siebente und das achte Signal können der zweiten Gruppe zugewiesen
werden. Das neunte, das zehnte, das elfte und das zwölfte Frequenzdomänensignal
können
der dritten Gruppe zugewiesen werden.
-
In
der oben beschriebenen Ausführungsform
wurde beispielhaft ein Audiosignal erläutert. Allerdings wird angemerkt,
dass ein Videosignal mit einer hervorstehenden Farbdichte oder mit
einer größten Farbe
mit einem Pulsquantisierungsabschnitt und mit einem Pulsdequantisierungsabschnitt
behandelt werden kann, um die Gesamtzahl der Bits zu verringern.
-
Mit
einem Pulsquantisierungsabschnitt 50 und einem Pulsdequantisierungsabschnitt 80,
die einen Teil der Frequenzdomänensignale
eines Blocks codieren und decodieren können, kann die Anzahl der für den Quantisierungsprozess
erforderlichen Bits verringert werden. Somit kann für eine Signalquelle
mit einer größeren hervorstehenden
Amplitude als die anderen Signale in einem Block mit einer kleineren
Anzahl von Bits als im herkömmlichen
Verfahren die gleiche Codierungsqualität wie bei dem herkömmlichen
Verfahren erreicht werden. Folglich kann die Codierungseffizienz
verbessert werden.
-
Obgleich
die vorliegende Erfindung in Bezug auf eine beste Ausführungsform davon
gezeigt und geschrieben wurde, ist für den Fachmann auf dem Gebiet
selbstverständlich,
dass darin die vorstehenden sowie verschiedene weitere Änderungen,
Weglassungen und Hinzufügungen
in Bezug auf deren Form und Einzelheit vorgenommen werden können, ohne
von dem Erfindungsgedanken und von dem Umfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
