DE69837738T2

DE69837738T2 - Dekodierverfahren und -gerät

Info

Publication number: DE69837738T2
Application number: DE69837738T
Authority: DE
Inventors: Kyoya Shinagawa-ku Tsutsui; Osamu Shinagawa-ku Shimoyoshi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: SG73504A1; TW384434B; EP0875999A3; KR100689637B1; US6169973B1; EP0875999A2; ID20092A; ATE362168T1; AU735150B2; ES2283034T3; CN1197958A; TR199800587A3; RU2226712C2; AU5970598A; EP0875999B1; CN1104689C; CA2233521C; TR199800587A2; DE69837738D1; PL325654A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Decodierungsverfahren und -gerät zur Decodierung von Mehrkanal-Akustiksignalen.
Beschreibung der verwandten Technik
Es ist bislang ein Aufzeichnungsmedium, das zur Aufzeichnung von Signalen wie beispielsweise der codierten Akustikinformation oder der Musikinformation (nachfolgend als Audiosignale bezeichnet) wie beispielsweise eine magnetooptische Platte fähig ist, vorgeschlagen worden. Unter Verfahren zur hocheffizienten Codierung der Audiosignale gibt es eine sogenannte Transformationscodierung, die ein verblockendes Frequenzspektrumsteilungsverfahren (blocking frequency spectrum splitting method) zum Transformieren eines Zeitbereichssignals in Frequenzbereichssignale durch eine orthogonale Transformation und Codieren der spektralen Komponenten von einem Frequenzband zu einem anderen ist, und ein SBC-Verfahren (SBC = sub-band encoding (Subbandcodierung)), das ein nichtverblockendes Frequenzspektrumsteilungsverfahren zum Aufspalten bzw. Teilen der Zeitbereichsaudiosignale in mehrere Frequenzbänder ohne Verblocken und Codieren der resultierenden Signale der Frequenzbänder ist. Es ist auch eine hocheffiziente Codierungstechnik bekannt, die eine Kombination aus der Subbandcodierung und Transformationscodierung ist, in welchem Fall die Zeitbereichssignale durch SBC in mehrere Frequenzbänder geteilt werden und die resultierenden Bandsignale in spektrale Komponenten orthogonal transformiert werden, die von Band zu Band codiert werden.
Unter den oben erwähnten Filtern ist ein sogenanntes QMF-Filter (QMF = Quadrature Mirror Filter (Quadraturspiegelfilter)), wie es in 1976, R.E. Crochiere, Digital Coding of Speech in subbands, Bell Syst. Tech. J. Vol. 55, Nr. 8, 1976 beschrieben ist. Dieses QMF-Filter teilt das Frequenzspektrum in zwei Bänder gleicher Bandbreite und ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nachfolgenden Synthetisierung der geteilten Bänder kein sogenanntes Aliasing (Signalverfälschung, Überfaltungsfehler) erzeugt wird. Die Technik des Teilens des Frequenzspektrums ist in Joseph H. Rothweiler, Polyphase Quadrature Filters – A New Subband Coding Technique, ICASSP 83 BOSTON, beschrieben. Dieses Mehrphasen-Quadraturfilter ist dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zu einer Zeit in mehrere Bänder gleicher Bandbreite geteilt werden kann.
Unter den oben erwähnten Techniken zur orthogonalen Transformation ist eine Technik derart, dass ein Eingangsaudiosignal bei jeder voreingestellten Einheitszeit beispielsweise jedem Rahmen verblockt wird und auf jeden Block eine diskrete Fourier-Transformation (DFT), diskrete Cosinustransformation (DCT) oder modifizierte DCT (MDCT) zur Umsetzung der Signale von der Zeitachse in die Frequenzachse angewendet wird. Beschreibungen der MDCT sind in J.P. Princen and A.B. Bradley, Subband/Transform coding Using Filter Bank Based an Time Domgin Aliasing Cancellation, ICASP 1987 zu finden.
Wenn die oben erwähnte DFT oder DCT als ein Verfahren zum Transformieren von Wellenformsignalen in spektrale Signale benutzt wird und die Transformation auf Basis eines aus M Samples (Abtastungen) zusammengesetzten Zeitblocks angewendet wird, werden M unabhängige Reellzahldaten erhalten. Es sei darauf hingewiesen, dass zur Reduzierung von Verbindungsstörungen zwischen Zeitblöcken ein gegebener Zeitblock üblicherweise mit M1 Samples mit beiden benachbarten Blöcken überlappt wird und bei einer DFT oder DCT im Durchschnitt M Reellzeitdaten für (M-M1) Samples quantisiert und codiert werden. Es sind diese M Reellzahldaten, die nachfolgend quantisiert und codiert werden.
Wenn andererseits die oben erwähnte MDCT als ein Verfahren zur orthogonalen Transformation benutzt wird, werden M unabhängige Reellzahldaten aus 2 M Samples, die mit M Samples beider benachbarten Zeitblöcke überlappt sind, erhalten. Infolgedessen werden bei einer MDCT M im Durchschnitt Reellzahldaten für M Samples erhalten und nachfolgend quantisiert und codiert. Eine Decodierungseinrichtung addiert Wellenformelemente, die bei einer inversen Transformation in jedem Block aus den durch die MDCT mit einer Interferenz erhalten Codes zum Rekonstruieren der Wellenformsignale erhalten werden.
Wenn ein Zeitblock für eine Transformation verlängert wird, wird generell die Spektrumsfrequenzauflösung derart verbessert, dass die Signalenergie in spezifizierten Frequenzkomponenten konzentriert ist. Deshalb kann durch Benutzung einer MDCT, bei der durch Überlappung mit einer Hälfte jedes von beiden benachbarten Blöcken eine Transformation mit langen Blocklängen ausgeführt wird und bei der die Anzahl der resultierenden Spektralsignale nicht über die Anzahl der originalen Zeitsamples hinaus erhöht wird, eine Codierung mit einer höheren Effizienz ausgeführt werden, als wenn die DFT oder DCT benutzt wird. Da überdies die benachbarten Blöcke ausreichend lang miteinander überlappt sind, kann die Interblockverzerrung der Wellenformsignale reduziert werden. Wenn jedoch für eine Transformation die Transformationsblocklänge verlängert wird, ist zur Transformation mehr Arbeitsbereich erforderlich, wodurch bei der Größe einer Wiedergabeeinrichtung eine Reduktion verhindert wird. Insbesondere sollte die Benutzung eines langen Transformationsblocks zu einem Zeitpunkt, bei dem es schwierig ist, den Integrationsgrad eines Halbleiters zu erhöhen, vermieden werden, da dies die Herstellungskosten erhöht.
Durch eine Quantisierung von Signalen, die durch ein Filter oder eine orthogonale Transformation in mehrere Frequenzbänder geteilt sind, kann das Frequenzband, in welchem das Quantisierungsrauschen auftritt, kontrolliert werden, so dass eine Codierung mit psychoakustisch höherer Effizienz durch Ausnutzung von Akustikcharakteristiken wie beispielsweise Maskierungseffekten erreicht werden. Wenn in den jeweiligen Bändern die Signalkomponenten mit den Maximumwerten der absoluten Werte der Signalkomponenten normiert werden, kann eine Codierung mit einer noch höheren Effizienz erreicht werden.
Im Fall einer Quantisierung der bei einer Aufspaltung bzw. Teilung des Frequenzspektrums erhalten Frequenzkomponenten ist es bezüglich Frequenzbandbreiten bekannt, das Frequenzspektrum derart zu teilen, dass die Psychoakustikcharakteristiken des menschlichen Gehörsystems berücksichtigt werden. Insbesondere werden die Audiosignale in mehrere, beispielsweise 25 Bänder geteilt, wobei Bandbreiten benutzt werden, die mit zunehmender Frequenz zunehmen. Diese Bänder sind als kritische Bänder bekannt. Bei einer Codierung der Band-basierten Daten wird die Codierung durch eine feste oder adaptive Bitzuteilung auf der Bandbasis ausgeführt. Bei einer Codierung von durch eine oben beschriebene MDCT-Verarbeitung durch Bitzuteilung erhaltenen Koeffizientendaten ist die Codierung durch eine adaptive Anzahl einer Bitzuteilung für durch eine Block-basierte MDCT-Verarbeitung erhaltene Band-basierte MDCT-Koeffizienten. Bezüglich dieser Bitzuteilungstechniken sind die zwei folgenden Techniken bekannt.
Beispielsweise wird bei R. Zelinsky and P. Noll, „Adaptive Transform Coding of Speech Signals" und in „IEEE Transactions of Acoustics, Speech and Signal Pricessing, Vol. ASSP-25, Nr. 4, August 1977 eine Bitzuteilung auf der Basis der Größe der Band-basierten Signale ausgeführt. Bei diesem System wird das Quantisierungsrauschenspektrum derart flach, dass das Quantisierungsrauschen minimiert ist. Jedoch ist das tatsächliche Rauschengefühl psychoakustisch nicht optimal, da der psychoakustische Maskierungseffekt nicht ausgenutzt ist.
Bei der Veröffentlichung „ICASSP 1980, „The critical band coder – digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system, M.A. Krasner, MIT", ist der psychoakustische Maskierungsmechanismus zum Bestimmen einer festen Bitzuteilung benutzt, die für jedes kritische Band das notwendige Signal-zu-Rauschen-Verhältnis erzeugt. Wenn jedoch diese Technik zur Messung von Charakteristiken einer Sinuswelleneingabe benutzt wird, werden wegen der festen Zuteilung von Bits nicht-optimale Resultate zwischen den kritischen Bändern erhalten.
Zur Überwindung dieser Probleme ist eine hocheffiziente Codierungseinrichtung vorgeschlagen, bei der ein Abschnitt der Gesamtzahl von für eine Bitzuteilung benutzbaren Bits für ein von einem kleinen Block zu einem anderen vorher fest eingestelltes Festbitzuteilungsmuster benutzt wird und der verbleibende Abschnitt für eine von den Signalamplituden der jeweiligen Blöcke abhängige Bitzuteilung benutzt wird und bei der das Bitanzahl-Teilungsverhältnis zwischen der festen Bitzuteilung und der von den Signalamplituden abhängigen Bitzuteilung von einem sich auf ein Eingangssignal beziehenden Signal derart abhängig gemacht ist, dass das Bitanzahl-Teilungsverhältnis zur festen Bitzuteilung um so größer wird, je glatter das Signalspektrum ist.
Diese Technik verbessert durch Zuteilen von mehr Bits einem Block, der ein eine konzentrierte Signalenergie zeigendes besonderes Signalspektrum wie im Fall eines Sinuswelleneingangssignals, bei der Signalenergien in spezifizierten Spektralsignalkomponenten konzentriert sind, aufweist, das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis im Ganzen signifikant. Durch Benutzung der obigen Techniken werden zur Verbesserung der Signal-zu-Rauschen-Verhältnis-Charakteristiken nicht nur die gemessenen Werte erhöht, sondern auch der vom Hörer wahrgenommene Ton wird in der Signalqualität verbessert, weil das menschliche Gehörsystem für Signale empfindlich ist, die spitze bzw. scharfe Spektralkomponenten aufweisen.
Es sind eine Anzahl unterschiedlicher Bitzuteilungstechniken vorgeschlagen worden und es ist auch ein den menschlichen Gehörmechanismus simulierendes Modell vollkommener geworden, so dass eine wahrnehmbar höhere Codierungseffizienz erreicht werden kann, wobei angenommen ist, dass die Codierungseinrichtungsfähigkeit entsprechend verbessert ist.
Bei diesen Techniken ist es übliche Praxis, für eine Bitzuteilung Reellzahlreferenzwerte zu finden, welche die durch Berechnungen gefundenen Signal-zu-Rauschen-Charakteristiken so treu wie möglich realisieren, und ganzzahlige Werte zu benutzen, welche die als Bitanzahlen zugeteilten Referenzwerte approximieren.
Zum Konstuieren einer realen Codekette reicht es aus, wenn von einem Normierungs/Quantisierungs-Band zu einem anderen die Quantisierungsfeinheitsinformation und die Normierungskoeffizienteninformation mit voreingestellten Anzahlen von Bits codiert werden und die normierten und quantisierten Spektralsignalkomponenten codiert werden. Beim ISO-Standard (ISO/IFC 111772-3:1993 (E), 1993) ist ein Hocheffizienzcodierungssystem beschrieben, bei dem die die Quantisierungsfeinheitsinformation darstellenden Anzahlen von Bits so eingestellt werden, dass sie von einem Band zu einem anderen unterschiedliche sind. Insbesondere wird die die Quantisierungsfeinheitsinformation darstellende Anzahl von Bits so eingestellt, dass sie mit der zunehmenden Frequenz abnimmt.
Es ist auch ein Verfahren zur Bestimmung der Quantisierungsfeinheitsinformation in der Decodierungseinrichtung aus beispielsweise der Normierungskoeffizienteninformation bekannt. Da die Relation zwischen der Normierungskoeffizienteninformation und der Quantisierungsfeinheitsinformation zur Zeit der Einstellung des Standards eingestellt wird, wird es unmöglich, die Quantisierungsfeinheitssteuerung auf Basis eines in Zukunft fortschrittlicheren psychoakustischen Modells einzubringen. Wenn es außerdem eine Breite im zu realisierenden Kompressionsverhältnis gibt, wird es notwendig, die Relation zwischen der Normierungskoeffizienteninformation und der Quantisierungsfeinheitsinformation von einem Kompressionsverhältnis zu einem andern einzustellen.
Es ist auch ein Verfahren einer Benutzung von Variabellängencodes zur Codierung zur Realisierung einer effizienteren Codierung von quantisierten Spektralsignalkomponenten wie es in D.A. Huffman, „A Method for Construction of Minimum Redundancy Codes", in Proc. I.R.E., 40, Seite 1098 (1952) beschrieben ist bekannt.
In der internationalen Offenlegung WO94/28633 des hier genannten Rechtsinhabers geht ein Verfahren zum wahrnehmbaren Separieren kritischer tonaler Komponenten, die Signalkomponenten sind, bei denen die Signalenergie in der Nähe einer spezifizierten Frequenz konzentriert ist, von den spektralen Signalen und separaten Codieren der Signalkomponenten von den verbleibenden Spektralkomponenten hervor. Dies ermöglicht, dass Audiosignale mit einem hohen Kompressionsverhältnis ohne wesentliche Verschlechterung der psychoakustischen Tonqualität effizient codiert werden.
Die oben beschriebenen Codierungstechniken können auf jeweilige Kanäle von durch mehrere Kanäle konstruierten akustischen Signalen angewendet werden. Beispielsweise können die Codierungstechniken auf jeden vom linken Kanal, der einem Linksseite-Lautsprecher zugeordnet ist, und rechten Kanal, der einem Rechtseite-Lautsprecher zugeordnet ist, angewendet werden. Der L- und R-Kanal der Audiosignale sind als derart miteinander korreliert bekannt, dass diese Korrelation zum Realisieren einer Codierung mit einer höheren Effizienz benutzt werden kann. Beispielsweise ist in der Veröffentlichung „Perceptual Transform Coding of Wideband Stereo Signals", James D. Johnston, ICSSSP89, picture processing 1993 to 1995) eine Technik zum Bilden einer Summe und einer Differenz des eingegebenen L- und R-Kanals, Umsetzen dieser in spektrale Signale, Finden einer Maskierungskurve aus dem Spektrum der Summe und Quantisieren des Spektrums der Summe und des der Differenz unter Benutzung der Maskierungskurve zum Erzielen einer Codierung beschrieben. Da es generell häufig auftritt, dass die L-Kanal-Signale ähnlich zu den R-Kanal-Signalen sind, ist der Signalpegel des mit (L-R) korrespondierenden Kanals sehr niedrig, so dass er mit einer relativ kleinen Anzahl von Bits codiert werden kann. Es ist ein zusätzliches Verdienst dieser Technik, dass monoaurale Signale durch Wiedergabe nur der Signale des mit (L+R) korrespondierenden Kanals wiedergegeben werden können
Beim ISO-Standard (ISO/IEC 11172-3:1993(E), 1993) ist ein System beschrieben, bei dem ein L- und R-Kanal durch ein Filter geteilt werden, beide L- und R-Kanal-Signale oder mit (L+R) und (L-R) korrespondierende Kanalsignale für die Bänder der niedrigeren Frequenz codiert werden und bei dem nur Normierungskoeffizienten jedes Bands mit der höheren Frequenz für beide Kanäle separat codiert werden.
Bei dem Verfahren zur Codierung des mit (L+R) korrespondierenden Kanals und des mit (L-R) korrespondierenden Kanals im ganzen Spektrum müssen Signale der zwei Kanäle codiert werden, selbst wenn einer der Kanäle von einem niedrigen Signalpegel ist. Dies setzt eine Grenze zur Verbesserung der Kompressionseffizienz durch Codierung. Wenn nur die Normierungskoeffizienten für die Hochbereichsseite codiert werden, ist bei der Codierung der Normierungskoeffizienten für das ganze Frequenzspektrum eine signifikante Anzahl von Bits erforderlich.
Überdies sind bei der obigen Technik zur Codierung und Decodierung von Signalen des ganzen Spektrums jedes von zwei Kanälen eine Transformations- und inverse Transformationsoperation erforderlich, wodurch das Volumen des zu einer vorübergehenden Speicherung benutzten Pufferspeichers erhöht wird.
Sowohl WO 95/30286 als auch US-5 539 829 beschreiben Codierungstechniken, die korrespondierende Komponenten mehrerer Kanäle kombinieren, so dass nur ein zusammengesetztes Signal pro Subband übertragen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wie in den beigefügten Ansprüchen definiertes Decodierungsverfahren und -gerät bereitzustellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau eines Aufzeichnungs-/Wiedergabegeräts zeigt;
2 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt;
3 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Signalkomponentencodierungsschaltung zeigt;
4 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Transformationsschaltung zeigt;
5 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Decodierungsschaltung zeigt;
6 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Inverstransformationsschaltung zeigt;
7 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Signalkomponentencodierungsschaltung zeigt;
8 stellt ein grundlegendes Codierungsverfahren dar;
9 stellt den Aufbau einer durch das grundlegende Codierungsverfahren codierten Codekette eines Rahmens dar;
10 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von L- und R-Kanälen von Rahmen zu Rahmen;
11 zeigt ein Beispiel einer Anordnung des Kanals (L+R)/2 an einem Rahmen;
12 stellt ein Codierungsverfahren dar, bei dem die Signalkomponenten in tonale Komponenten und Geräusch- bzw. Rauschenkomponenten geteilt werden und die resultierende Signale codiert werden;
13 stellt den Aufbau einer Codekette dar, die durch das Codierungsverfahren zur Teilung der Signalkomponenten in tonale Komponenten und Rauschenkomponenten und Codierung der resultierenden Signale codiert ist;
14 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Signalkomponentencodierungsschaltung zeigt, die zur Teilung der Signalkomponenten in tonale Komponenten und Rauschenkomponenten und Codierung der resultierenden Signale konfiguriert ist;
15 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Signalkomponentendecodierungsschaltung zeigt, die zur Decodierung einer beim Teilen der Signalkomponenten in tonale Komponenten und Rauschenkomponenten und Codierung der resultierenden Signale erhalten wird;
16 ist ein Blockschaltbild, das einen schematischen Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt, die zur Codierung eines Kanals (L+R)/2 und eines Kanals (L-R)/2 konfiguriert ist;
17 ist ein Blockschaltbild, das einen schematischen Aufbau einer Decodierungsschaltung zur Decodierung einer bei einer Codierung des Kanals (L+R)/2 und des Kanals (L-R)/2 erhaltenen Codekette zeigt;
18 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt, die zur Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigbereichsseite und zur Codierung des (L+R)/2-Kanals auf der Hochbereichsseite konfiguriert ist;
19 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer A-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung von 18 zeigt;
20 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung von 18 zeigt;
21 stellt den Aufbau einer Codekette dar, die bei einer Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite und bei einer Codierung des (L+R)/2-Kanals auf der Hochfrequenzseite erhalten wird;
22 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt, die zur Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite und zur Codierung des (L+R)/2-Kanals auf der Hochfrequenzseite konfiguriert ist;
23 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt, die zur Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite und zur Codierung gemeinsamer Signale für den L- und R-Kanal auf der Hochfrequenzseite konfiguriert ist;
24 ist ein Blockschaltbild, das einen illustrativen Aufbau einer Signalkomponentencodierungsschaltung der Codierungsschaltung von 23 zeigt;
25 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verarbeitungsbeispiels der Steuerungsschaltung der Codierungsschaltung von 23;
26 stellt den Aufbau einer Codekette dar, die bei einer Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite und bei einer Codierung gemeinsamer Signale für den L- und R-Kanal auf der Hochfrequenzseite erhalten wird;
27 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Decodierungsschaltung zeigt, die zur Decodierung einer bei einer Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite und bei einer Codierung gemeinsamer Signale für den L- und R-Kanal auf der Hochfrequenzseite erhaltenen Codekette konfiguriert ist;
28 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt, die zur Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite und zur Codierung gemeinsamer Signale für den L- und R-Kanal auf der Hochfrequenzseite konfiguriert ist;
29 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt, die zur Decodierung einer bei einer Codierung des L- und R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite und bei einer Codierung gemeinsamer Signale für den L- und R-Kanal auf der Hochfrequenzseite erhaltenen Codekette konfiguriert ist;
30 ist ein Blockschaltbild, das einen schematischen Aufbau einer Decodierungsschaltung gemäß einer modifizierten Ausführungsform zeigt, die zur Decodierung einer Codekette konfiguriert ist, die bei einer Codierung derart, dass der L- und R-Kanal auf der Hochfrequenzseite von jedem anderen Signalpegel differiert, erhalten wird;
31 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss des Verfahrens zeigt, bei dem eine Gewichtungsentscheidungsschaltung der Decodierungsschaltung von 30 die Gewichtungsparameter bestimmt;
32 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau einer Codierungsschaltung zeigt, bei der die Kanäle (L++R)/2 und (L-R)/2 auf der Niedrigbereichsseite codiert werden und die gemeinsamen Signale des L- und R-Kanals und die Gewichtungsparameter auf der Hochbereichsseite codiert werden;
33 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss des Verfahrens zeigt, bei dem eine Gewichtungsentscheidungsschaltung der Codierungsschaltung von 32 die Gewichtungsparameter bestimmt;
34 stellt den Aufbau einer Codekette im Fall dar, dass die Kanäle (L+R)/2 und (L-R)/2 auf der Niedrigbereichsseite codiert werden und die gemeinsamen Signale des L- und R-Kanals und die Gewichtungsparameter auf der Hochbereichsseite codiert werden;
35 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau einer Decodierungsschaltung zeigt, bei der die Kanäle (L+R)/2 und (L-R)/2 auf der Niedrigbereichsseite codiert werden und die gemeinsamen Signale des L- und R-Kanals und die Gewichtungsparameter auf der Hochbereichsseite codiert werden;
36 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss einer Gewichtungskoeffizientenberechnungsschaltung einer Decodierungsschaltung von 35 darstellt;
37 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung des schematischen Aufbaus einer Codierungsschaltung, die vier aufgespaltene bzw. geteilte Bänder aufweist;
38 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung des schematischen Aufbaus einer Codierungsschaltung, die vier geteilte Bänder aufweist.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert erläutert.
1 zeigt den schematischen Aufbau eines Komprimiertdaten-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts.
Bei dem in 1 gezeigten Komprimiertdaten-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät ist eine von einem Spindelmotor (M) 51 gedrehte magnetooptische Platte als ein Aufzeichnungsmedium benutzt. Während einer Datenaufzeichnung auf der magnetooptischen Platte 1 wird von einem Magnetkopf (H) 54 ein mit den Aufzeichnungsdaten korrespondierendes modulierendes magnetisches Feld angelegt, wenn der Laserlichtstrahl durch beispielsweise einen Magnetkopf 53 durch Ausführung einer sogenannten Magnetfeldmodulationsaufzeichnung zur Aufzeichnung von Daten entlang einer Aufzeichnungsspur zur magnetooptischen Platte 1 gestrahlt wird. Während einer Wiedergabe wird die Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1 vom Laserlicht durch einen optischen Kopf 53 zu einer photomagnetischen Datenwiedergabe verfolgt.
Der optische Kopf 53 ist aus einer Laserlichtquelle wie beispielsweise einer Laserdiode, optischen Komponenten wie beispielsweise einer Kollimatorlinse, einer Objektivlinse, einen Polarisationsstrahlteiler und einer Zylinderlinse gebildet. Dieser optische Kopf 53 ist über die magnetooptische Platte 1 dem Magnetkopf 54 zugekehrt befestigt. Bei einer Aufzeichnung von Daten auf der magnetooptischen Platte 1 wird der Magnetkopf 54 durch eine Magnetkopfantriebsschaltung 66 eines später erläuterten Aufzeichnungssystems zum Anlegen des mit den Aufzeichnungsdaten korrespondierenden modulierenden Magnetfelds zur gleichen Zeit, zu welcher der Laserlichtstrahl durch den optischen Kopf 53 mittels Ausführung einer thermomagnetischen Aufzeichnung entsprechend dem Magnetfeldmodulierungssystem gestrahlt wird, betrieben. Andererseits detektiert der optische Kopf 53 das reflektierte Licht des auf die Zielspur gestrahlten Laserlichts, um den Fokussierungsfehler durch das astigmatische Verfahren zu detektieren und um den Fokussierungsfehler durch das Gegentaktverfahren zu detektieren. Zur Wiedergabe von Daten von der magnetooptischen Platte 1 detektiert der optische Kopf 52 die Fokussierungsfehler und die Nachführungsfehler zu der gleichen Zeit, zu der er die Differenz im Polarisationswinkel (Kerr-Rotationswinkel) von der Zielspur des Laserlichts zum Erzeugen von Wiedergabesignalen detektiert.
Ein Ausgangssignal des optischen Kopfs 53 wird einer RF-Schaltung 55 zugeführt, weiche die Fokussierungsfehlersignale und die Nachführungsfehlersignale vom Ausgangssignal des optischen Kopfs 53 extrahiert, um die extrahierten Signale einer Servosteuerungsschaltung 56 zuzuführen, während die Wiedergabesignale in ein Bipegelsignal umgesetzt werden, das einem Decodierer 71 des Wiedergabesystems zugeführt wird.
Die Servosteuerungsschaltung 56 ist aus beispielsweise einer Fokussierungsservosteuerungsschaltung, einer Nachführungsservosteuerungsschaltung, einer Spindelmotorservosteuerungsschaltung und einer Gewindeservosteuerungsschaltung gebildet. Die Fokussierungsservosteuerungsschaltung Fokussierungs-steuert das optische System des optischen Kopfs 53 zur Reduzierung der Fokussierungsfehlersignale auf null, während die Nachführungsservosteuerungsschaltung das optische System des optischen Kopfs 53 zur Reduzierung der Nachführungsfehlersignale auf Null Nachführungs-steuert. Die Spindelmotorservosteuerungsschaltung steuert den Spindelmotor 51 so, dass der magnetooptische Kopf 1 mit einer voreingestellten Drehgeschwindigkeit wie beispielsweise mit einer voreingestellten Lineargeschwindigkeit gedreht wird. Die Gewindeservosteuerungsschaltung bewegt den optischen Kopf 53 und den Magnetkopf 54 auch zu einer von einem Systemkontroller 57 bezeichneten Soll- bzw. Zielspurposition auf der magnetooptischen Platte 1. Die Servosteuerungsschaltung 56, die diese unterschiedlichen Steuerungsoperationen ausführt, sendet die Information, welche die durch die Servosteuerungsschaltung 56 gesteuerten Operationszustände der unterschiedlichen Komponenten spezifiziert, zum Systemkontroller 57.
Mit dem Systemkontroller 57 sind eine Tasteneingabebetätigungseinheit 58 und eine Anzeigeeinheit 59 verbunden. Der Systemkontroller 57 überwacht das Aufzeichnungssystem und das Wiedergabesystem durch die Betätigungseingabeinformation aus der Tasteneingabeeinheit 58. Der Systemkontroller 57 überwacht auch die Aufzeichnungsposition oder die Wiedergabeposition auf der vom optischen Kopf 53 und Magnetkopf 54 verfolgten Aufzeichnungsspur auf Basis der durch den Headerzeitgeber wiedergegebenen Sektor-basierten Adresseninformation oder Subcode-Q-Daten von der Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1. Der Systemkontroller 57 führt auch eine Steuerung einer Anzeige der Wiedergabezeit auf der Anzeigeeinheit 59 auf Basis der Datenkompressionsrate der Komprimiertdaten-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Einrichtung und der Wiedergabepositionsinformation auf der Aufzeichnungsspur aus.
Für eine Wiedergabezeitanzeige wird die durch die Headerdaten oder die Subcode-Q-Daten von der Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1 wiedergegebene Sektor-basierte Adresseninformation (absolute Zeitinformation) mit dem Kehrwert des Datenkompressionsverhältnisses wie beispielsweise 4 für die 1/4-Kompression multipliziert, um die tatsächliche Zeitinformation zu finden, die auf der Anzeigeeinheit 59 angezeigt wird. Für eine Aufzeichnung kann, wenn die absolute Zeitinformation auf der Aufzeichnungsspur beispielsweise einer magnetooptischen Platte voraufgezeichnet (vorformatiert) ist, die vorformatierte absolute Zeitinformation ausgelesen und mit dem Kehrwert des Datenkompressionsverhältnisses zur Anzeige der laufenden Position in Form der tatsächlichen Zeitinformation ausgelesen werden.
Bei diesem Aufzeichnungssystem der Platten-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Einrichtung wird ein analoges Audioeingangssignal A_in an einem Eingangsanschluss 60 über ein Tiefpassfilter (TPF) 61 einem A/D-Umsetzer 62 zugeführt, der dann das analoge Audioeingangssignal A_in quantisiert. Das digitale Audiosignal vom A/D-Umsetzer 62 wird einem ATC-Codierer 63 zugeführt. Das digitale Audioeingangssignal D_in vom Eingangsanschluss 67 wird über eine digitale Eingangsschnittstellenschaltung (digitale Eingabe) 68 dem ATC-Codierer 63 (ATC = Adaptive Transform Coding (adaptive Transformationscodierung)) zugeführt. Der ATC-Codierer 63 führt eine Bitkompression (Datenkompression) aus, die mit einem voreingestellten Datenkompressionsverhältnis der digitalen Audio-PCM-Daten der voreingestellten Übertragungsrate korrespondiert, die bei einer Quantisierung des Eingangssignals A_in durch den A/D-Umsetzer 62 erhalten wird. Die mit dem voreingestellten Datenkompressionsverhältnis ausgegebenen komprimierten Daten (ATC-Daten) werden einem Speicher 64 zugeführt. Unter der Annahme, dass das Datenkompressionsverhältnis 1/8 ist, wird die Datenübertragungsrate auf ein Achtel der Datenübertragungsrate des CD-DA-Formats als dem Standard-Digitalaudio-CD-Format von 75 Sektoren/s oder 9,375 Sektoren/Sekunde reduziert.
Der Speicher (RAM) 64 wird als ein Pufferspeicher benutzt, der ein vom Systemkontroller 57 gesteuertes Daten-Schreiben/Auslesen aufweist und der zum vorübergehenden Halten der vom ATC-Codierer 63 zugeführten ATC-Daten auf dem Speicher zur Aufzeichnung der Daten auf einer Platte wenn immer die Notwendigkeit auftritt konfiguriert ist. Das heißt, wenn das Datenkompressionsverhältnis beispielsweise 1/8 ist, weisen die vom ATC-Codierer 63 zugeführten komprimierten Audiodaten jede auf 1/8 der Datenübertragungsrate für das Standard-CD-DA-Format von 75 Sektoren/Sekunde, das heißt auf 9,375 Sektoren/Sekunde reduzierte Datenübertragungsrate auf. Es sind diese komprimierten Daten (ATC-Daten), die im Speicher 64 kontinuierlich aufgezeichnet werden. Für diese komprimierten Daten (ATC-Daten) reicht es wie früher beschrieben aus, die Daten mit einer Rate von einem Sektor pro acht Sektoren aufzuzeichnen. Da jedoch diese Aufzeichnung alle acht Sektoren im Grunde genommen unmöglich ist, wird eine Sektor-kontinuierliche Aufzeichnung ausgeführt, was nachfolgend erläutert wird. Diese Aufzeichnung wird in einer Burst-artigen Weise mit der gleichen Datenübertragungsrate wie die für das Standard-CD-DA-Format (75 Sektoren/Sekunde) mit voreingestellten mehreren Sektoren wie beispielsweise 32 Sektoren plus mehrere Sektoren als eine Aufzeichnungseinheit ausgeführt.
Das heißt die ATC-Audiodaten mit der Datenkompressionsrate von 1/8, die mit einer niedrigen Übertragungsrate von 9,375 (= 75/8) Sektoren/Sekunde kontinuierlich geschrieben werden, werden vom Speicher 64 in einer Burst-artigen Weise als Aufzeichnungsdaten mit der oben erwähnten Übertragungsrate von 75 Sektoren/Sekunde ausgelesen. Die gesamte Datenübertragungsrate der auf diese Weise ausgelesenen und aufgezeichneten Daten einschließlich der Nichtaufzeichnungsperiode ist die oben erwähnte niedrige Rate von 9,375 Sektoren/Sekunde. Jedoch ist die momentane Datenübertragungsrate innerhalb der Zeit der Burst-artigen Aufzeichnungsoperation die oben erwähnte Standardrate von 75 Sektoren/Sekunde. Deshalb ist, wenn die Drehgeschwindigkeit der Platte die oben erwähnte Standardgeschwindigkeit des CD-DA-Formats (konstante Lineargeschwindigkeit) ist, die Aufzeichnung mit der gleichen Aufzeichnungsdichte und dem gleichen Aufzeichnungsmuster wie die des CD-DA-Formats.
Die vom Speicher 64 mit der (momentanen) Übertragungsrate von 75 Sektoren/Sekunde in der Burst-artigen Weise ausgelesenen ATC-Audiodaten, welche die Aufzeichnungsdaten sind, werden einem Codierer 65 zugeführt. In der vom Speicher 64 dem Codierer 65 zugeführten Datenkette ist eine kontinuierliche Aufzeichnungseinheit pro jeder Aufzeichnung ein Cluster, der aus mehreren Sektoren wie beispielsweise 32 Sektoren und mehreren vor und hinter dem Cluster angeordneten Clusterverbindungsektoren gebildet ist. Diese Clusterverbindungsektoren sind so eingestellt, dass sie länger als die Überlappungslänge beim Codierer 65 sind, so dass eine Überlappung Daten anderer Cluster nicht beeinflussen kann.
Der Codierer 65 wendet bei den in einer Burst-artigen Weise vom Speicher 64 zugeführten Aufzeichnungsdaten eine Codierung zur Fehlerkorrektur wie beispielsweise eine Paritätsanhängung und Überlappung oder eine EFM-Codierung an. Die vom Codierer 65 codierten Aufzeichnungsdaten werden der Magnetkopfantriebsschaltung 66 zugeführt. Mit dieser Magnetkopfantriebsschaltung 66 ist der Magnetkopf 64 verbunden, so dass der Magnetkopf 64 zum Anlegen des entsprechend den Aufzeichnungsdaten modulierten Magnetfelds an die magnetooptische Platte 1 betrieben wird.
Der Systemkontroller 57 führt beim Speicher 64 eine wie oben beschriebene Speichersteuerung aus, wobei er auch die Aufzeichnungsposition zur kontinuierlichen Aufzeichnung der Aufzeichnungsdaten kontinuierlich in einer Burst-artigen Weise vom Speicher 64 durch diese Speichersteuerung auf der Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1 steuert. Zur Steuerung der Aufzeichnungsposition auf diese Weise wird die in einer Burst-artigen Weise vom Speicher 64 ausgelesene Aufzeichnungsposition vom Systemkontroller 57 zum Zuführen eines die Aufzeichnungsposition auf der Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1 bezeichnenden Steuerungssignals zur Servosteuerungsschaltung 56 überwacht.
Das Wiedergabesystem der in 4 gezeigten Platten-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Einrichtung wird nun erläutert. Dieses Wiedergabesystem ist zur Wiedergabe von auf der Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1 von dem oben beschriebenen Aufzeichnungssystem kontinuierlich aufgezeichneten Aufzeichnungsdaten konfiguriert. Infolgedessen weist das Wiedergabesystem einen Decodierer 71 auf, dem ein Bipegelsignal zugeführt wird, das von einer RF-Schaltung 55 aus dem Wiedergabeausgangssignal erhalten wird, das wiederum von dem die Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1 mit einem Laserlichtstrahl verfolgenden optischen Kopf 53 erhalten wird. Es sei darauf hingewiesen, dass nicht nur die magnetooptische Platte, sondern auch die optische Nurleseplatte ähnlich zur Kompaktdisk (CD (compact disc)) gelesen werden kann.
Der Decodierer 71 ist eine Gegenstückeinrichtung zum Codierer 65 des oben beschriebenen Aufzeichnungssystems. Das durch die RF-Schaltung 55 in das Bipegelsignal umgesetzte Wiedergabeausgangssignal wird für eine Fehlerkorrektur decodiert oder wird für eine Wiedergabe der das Datenkompressionsverhältnis von 1/8 aufweisenden ATC-Audiodaten mit einer Übertragungsrate von 75 Sektoren/Sekunde, die schneller als die normale Übertragungsrate ist, EFM-decodiert. Die vom Decodierer 71 erhaltenen Wiedergabedaten werden einem Speicher 72 zugeführt.
In den Speicher 72, der ein vom Systemkontroller 57 gesteuertes Daten-Schreiben/Lesen aufweist, werden die vom Decodierer 71 mit der Übertragungsrate von 75 Sektoren/Sekunde zugeführten Wiedergabedaten in einer Burst-artigen Weise mit der Transferrate von 75 Sektoren/Sekunde geschrieben. Im Speicher 72 werden die oben erwähnten, mit der oben erwähnten Übertragungsrate von 75 Sektoren/Sekunde geschriebenen Wiedergabedaten mit einer mit der Datenkompressionsrate von 1/8 korrespondierenden Übertragungsrate von 9,375 Sektoren/Sekunde kontinuierlich ausgelesen.
Der Systemkontroller 57 führt eine Speichersteuerung zum Schreiben der Wiedergabedaten mit der Übertragungsrate von 75 Sektoren/Sekunde in den Speicher 72 aus, während die Wiedergabedaten vom Speicher 7 mit der Übertragungsrate von 9,375 Sektoren/Sekunde ausgelesen werden. Der Systemkontroller 57, der die Speichersteuerung für den Speicher 72 wie oben beschrieben ausführt, steuert die Wiedergabeposition zum kontinuierlichen Auslesen der in der Burst-artigen Weise geschriebenen Wiedergabedaten aus dem Speicher 72 durch die Speichersteuerung von der Aufzeichnungsspur der magnetooptischen Platte 1. Die Wiedergabepositionssteuerung wird durch Überwachung der Wiedergabeposition der durch den Systemkontroller 57 in der Burst-artigen Weise vom Speicher 72 ausgelesenen Wiedergabedaten und durch Zuführen eines die Wiedergabeposition auf der Aufzeichnungsspur der optischen Platte 1 oder der magnetooptischen Platte 1 bezeichnenden Steuerungssignals zur Servosteuerungsschaltung 56 ausgeführt.
Die vom Speicher 72 mit der Übertragungsrate von 9,375 Sektoren/Sekunde kontinuierlich ausgelesenen ATC-Audiodaten werden einem ATC-Decodierer 73 zugeführt. Dieser ATC-Decodierer 73 ist eine Gegenstückeinrichtung zum ATC-Codierer 63 des Aufzeichnungssystems und gibt die digitalen 16-Bit-Audiodaten durch Expandieren der ATC-Daten mit einem Faktor von 8 wieder. Die digitalen Audiodaten aus dem ATC-Decodierer 73 werden einem D/A-Umsetzer 74 zugeführt.
Der D/A-Umsetzer 74 setzt die vom ATC-Decodierer 73 zugeführten digitalen Audiodaten in ein analoges Signal zur Bildung eines analogen Audioausgangssignals A_out (A_aus) um. Dieses vom D/A-Umsetzer 74 erhaltene analoge Audioausgangssignal A_out wird über ein Tiefpassfilter 75 an einen Ausgangsanschluss 76 ausgegeben.
Es wird die hocheffiziente Codierung im Detail erläutert. Insbesondere wird die Technik der hocheffizienten Codierung eines digitalen Eingangssignals wie beispielsweise eines PCM-Audiosignals durch die Techniken einer Subbandcodierung (SBC), adaptiven Transformationscodierung (ATC) und adaptiven Bitzuordnung anhand von 2 ff. erläutert.
In der Codierungseinrichtung (Codierer 63 von 1) wird zur Ausführung des Verfahrens zur Codierung der Information (Akustikwellenformsignale) von einer Umsetzungsschaltung 111a eine Eingangssignalwellenform 110a in Signalfrequenzkomponenten 110b umgesetzt. Diese Signalfrequenzkomponenten 110b werden dann von einer Signalkomponentencodierungsschaltung 111b codiert, um ein codiertes Signal 110c zu erzeugen. Eine Codekettenerzeugungsschaltung 111c erzeugt dann von einem durch die Codekettenerzeugungsschaltung 111c erzeugten codierten Signal 110c eine Codekette 110d.
Die Umsetzungsschaltung 111a teilt das Eingangssignal 120a durch ein Bandteilungsfilter 112a in zwei Bänder, und die resultierenden zwei Bandsignale 120b, 120c werden durch Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 112b, 112c mittels MDCT in Spektralsignalkomponenten 120d, 120e transformiert. Das Eingangssignal 120a korrespondiert mit der Signalwellenform 110a von 2, während die Spektralsignalkomponenten 120d, 120e mit den in 2 gezeigten Signalfrequenzkomponenten 110b korrespondieren. In der in 3 gezeigten Umsetzungsschaltung 112a werden die Bandbreiten der zwei Band-geteilten Signale 120b, 120c eine Hälfte der Bandbreite des Eingangssignals 120a, das heißt das Eingangssignal 120a ist mit 1/2 ausgedünnt. Natürlich kann neben dem illustrativen Beispiel jeder andere Aufbau der Umsetzungsschaltung 111a benutzt werden. Beispielsweise kann das Eingangssignal durch MDCT direkt in Spektralsignale transformiert werden, wobei das Eingangssignal anstelle durch MDCT auch durch DFT oder DCT transformiert werden kann. Obgleich das Eingangssignal durch ein Bandteilungsfilter in Frequenzkomponenten geteilt werden kann, wird das Eingangssignal vorzugsweise durch die oben erwähnten Orthogonaltransformationsverfahren in Frequenzkomponenten geteilt, weil dann eine große Anzahl von Frequenzkomponenten mit einem kleineren Volumen von Verarbeitungsoperationen erhalten werden kann.
Die Signalkomponentencodierungsschaltung 111b normiert die Signalkomponenten 130a aus einem voreingestellten Band zu einem anderen durch eine Normierungsschaltung 113a, wobei eine Berechnung der Quantisierungsfeinheitsinformation 130c von den Signalkomponenten 130a durch die wie in 4 gezeigte Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 113b berechnet wird. Die Quantisierungsschaltung 113c quantisiert die normierten Spektralkoeffizientendaten 130b aus der Normierungsschaltung 113a auf Basis der Quantisierungsfeinheitsinformation 130c. Indessen korrespondieren die Signalkomponenten 130a mit dem codierten Signal 110b von 2. Das codierte Signal 110c von 2 weist die Normierungskoeffizienteninformation 130e zur Normierung und die oben erwähnten Quantisierungsfeinheitsinformation 130c zusätzlich zu den quantisierten Signalkomponenten 130d zur Normierung aus der Quantisierungsschaltung 113c auf.
Im Decodierungsgerät (Decodierer 73 von 1) zum Regenerieren des Audiosignals von der durch den oben erwähnten Codierer erzeugten Codekette werden durch eine wie in 5 gezeigte Codekettenauflösungsschaltung 114a Codes 140b der Signalkomponenten, Normierungskoeffizienteninformation und die Quantisierungsfeinheitsinformation von einer Codekette 140a extrahiert. Von diesen Codes 140b werden durch eine Codekettendecodierungsschaltung 114b Signalkomponenten 140c wiederhergestellt, und von den wiederhergestellten Signalkomponenten 140c werden durch eine Rückumsetzungsschaltung 114c Akustikwellenformsignale 140d regeneriert.
Diese Rückumsetzungsschaltung 114c des Informationsdecodierers ist wie in 6 gezeigt konfiguriert und ist der in 3 gezeigten Umsetzungsschaltung zugeordnet. In der in 6 gezeigten Rückumsetzungsschaltung 114c wenden Inversorthogonaltransformationsschaltungen 115a, 115b auf Eingangssignale 150a, 150b jeweils eine inverse Orthogonaltransformation zur Wiederherstellung der Bandsignale an, die dann durch ein Bandsynthetisierungsfilter 115c synthetisiert werden. Die Eingangssignale 150a, 150b korrespondieren mit einem Signal 140c, dessen Signalkomponenten durch die Signalkomponentendecodierungsschaltung 114b wiederhergestellt worden sind. Ein Ausgangssignal 140e des Bandsynthetisierungsfilters 115c korrespondiert mit dem Akustikwellenformsignal 140d von 5.
Die Signalkomponentendecodierungsschaltung 114b von 5 ist wie in 7 gezeigt konfiguriert und wendet bei den Codes 140b aus der Codekettenauflösungsschaltung 114a, die Spektralsignale sind, eine Entquantisierungs- und Entnormierungsverarbeitung an. In der in 7 gezeigten Signalkomponentendecodierungsschaltung 114b entquantisiert eine Entquantisierungsschaltung 116a Eingangscodes 160a, während die Entnormierungsschaltung 116b die bei der Entquantisierung der Ausgangssignalkomponenten 160c erhaltenen Signale 160b entnormiert. Die obigen Codes 160a korrespondieren mit Codes 140b aus der Codekettenauflösungsschaltung 114a von 5, während die Ausgangssignalkomponenten 160c mit den Signalkomponenten 140c von 5 korrespondieren.
Die durch die Umsetzungsschaltung des oben beschriebenen, in 3 gezeigten Codierers erhaltenen Spektralsignale sind wie beispielsweise in 8 gezeigt. Die in 8 gezeigten Spektralkomponenten bezeichnen Absolutwerte der Spektralkomponenten durch MDCT nach einer Pegelumsetzung durch dB-Werte. Das heißt in diesem Codierer wird das Eingangssignal von einem voreingestellten Transformationsblock zu einem anderen in 64 Spektralkomponenten umgesetzt und in Form von hier als Codierungseinheiten bezeichneten acht Bändern normiert und quantisiert, die in 8 in [1] bis [8] gezeigt sind. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Spektralsignale durch eine Bandteilung durch das Bandteilungsfilter vorübergehend in zwei Bänder geteilt werden, gefolgt von einer Vorwärtsorthogonaltransformation, bei der die Bandbreite der Codierungseinheit unabhängig von der Bandbreite des Bandteilungsfilters eingestellt werden kann. Das Eingangssignal kann auch ohne durch das Bandteilungsfilter zu gehen durch eine Orthogonaltransformation direkt in Spektralsignale transformiert werden. Wenn die Quantisierungsfeinheit abhängig davon, wie die Frequenzkomponenten verteilt sind, von einer Codierungseinheit zu einer anderen variiert wird, ist eine Codierung mit einer wahrnehmbar hohen Effizienz mit einer Unterdrückung der Tonqualitätsverschlechterung auf das Minimum sichergestellt.
9 zeigt einen illustrativen Aufbau einer Codekette im Fall einer wie oben beschriebenen Codierung.
Beim Vorliegen eines illustrativen Aufbaus werden Daten zu einer Wiederherstellung von Spektralsignalen jedes Transformationsblocks (Zeitblock) entsprechend Rahmen codiert, deren jeder für einen ersten Kanal als der linke Kanal und für einen zweiten Kanal als der rechte Kanal aus einer voreingestellten Anzahl von Bits gebildet ist, wobei der L- und R-Kanal alternierend angeordnet sind. Ab einem führenden bzw. vorderen Ende (Header) jedes Rahmens sind die Information, welche die Steuerungsdaten wie beispielsweise Synchronisationssignale und die codierte Anzahl von Codierungseinheiten, die mit einer voreingestellten Anzahl von Bits codiert sind, ist, die Information, welche die Quantisierungsfeinheitsinformation und Normierungskoeffizienteninformation jeder Codierungseinheit ist, und die Spektralkoeffizientendaten, die auf der Basis der Normierungskoeffizientendaten und der Quantisierungsfeinheitsdaten von einer Codierungseinheit zu einer anderen normiert und quantisiert sind, sequenziell angeordnet. Die mit den Steuerungsdaten und den Spektralkoeffizientendaten korrespondierende Information ist beginnend ab der Niedrigbereichsseitecodierungseinheit codiert.
Die Anzahl von zur Decodierung der Spektralsignale des Transformationsblocks tatsächlich erforderlichen Bits ist durch die Anzahl der codierten Codierungseinheiten und die Anzahl der durch die Quantisierungsfeinheitsinformation jeder Codierungseinheit spezifizierten Quantisierungsbits bestimmt. Die Anzahl von Bits kann von einem Rahmen zu einem anderen variieren. Die oben erwähnte erforderliche Anzahl von Bits, gezählt ab dem vorderen Ende jedes Rahmens, ist während einer Wiedergabe gültig, wobei der verbleibende Bereich jedes Rahmens ein Leerbereich ist, der Wiedergabesignale nicht beeinflusst.
Durch eine Codierung jedes Zeitblocks in Verbindung mit einem eine voreingestellte Anzahl von Bits aufweisenden Rahmen kann die Aufzeichnungsposition eines beliebigen Transformationsblocks leicht berechnet werden. wenn die Codekette in einem Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise einer optischen Platte zu einer Erleichterung eines wahlfreien Zugriffs, das heißt einer Wiedergabe von einer beliebigen Position aufgezeichnet wird. Üblicherweise wird zur Verbesserung der Tonqualität zur Minimierung des Leerbereichs in jedem Rahmen eine größere Anzahl von Bits effektiv genutzt.
Die 10 und 11 stellen ein Beispiel eines Aufzeichnungsformats dar, wenn Daten des in 9 gezeigten Rahmens chronologisch aufgezeichnet werden. 10 zeigt ein Beispiel, bei dem der linke (L-) und rechte (R-) Kanal von Rahmen zu Rahmen alternierend aufgezeichnet sind, und 11 zeigt Signale, die Abtastwerte aufweisen, die bei einem (L+R)/2-en eines L- und R-Kanals (= (L+R)/2-ing L and R channels) von Rahmen zu Rahmen erzeugt werden. Der bei einem (L+R)/2-en eines L- und R-Kanals auf diese Weise von Rahmen zu Rahmen erhaltene Kanal wird hier als (L+R)-Kanal bezeichnet. Ähnlich wird der bei einem (L-R)/2-en eines L- und R-Kanals auf diese Weise von Rahmen zu Rahmen erhaltene Kanal hier als (L-R)-Kanal bezeichnet.
Durch Anwenden des wie in 10 gezeigten Aufzeichnungsformats können die zwei Kanäle von L und R auf dem gleichen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden. Wenn das in 11 gezeigte Aufzeichnungsformat benutzt wird, bei dem zwei Kanäle von L und R von Rahmen zu Rahmen alternierend aufgezeichnet sind, können Doppelzeitsignale aufgezeichnet/wiedergegeben werden, wobei eine Wiedergabe ohne Verkomplizierung der Wiedergabeschaltung realisiert werden kann.
Obgleich die in Bezug auf 9 erläuterte Technik oben beschrieben worden ist, kann die Codierungseffizienz über das Codierungsverfahren nach 9 hinaus verbessert werden.
Beispielsweise kann die Codierungseffizienz durch Anwenden der sogenannten Variabelcodierungstechnik einer Zuteilung kürzerer und längerer Codelängen für die Signale höherer bzw. niedriger Auftrittswahrscheinlichkeit verbessert werden.
Auch kann, wenn der oben erwähnte voreingestellte Transformationsblock beim Codieren von Eingangssignalen, das heißt die Zeitblocklänge für eine orthogonale Transformation länger ist, die Menge der subsidiären Information wie beispielsweise der Quantisierungsfeinheitsinformation oder der Normierungskoeffizienteninformation pro Block reduziert werden, wobei die Frequenzauflösung feiner gesteuert werden kann und dadurch die Codierungseffizienz verbessert wird.
Wenn außerdem ein aus der PCT-Anmeldung der Internationalen Veröffentlichung WO94/28633 des hier genannten Rechtsinhabers hervorgehendes Verfahren, das heißt ein Verfahren zum wahrnehmbaren Separieren von entscheidenden tonalen Komponenten (crucial tonal components), die Signalkomponenten sind, bei denen die Energie bei einer spezifizierten Frequenz konzentriert ist, von den Spektralsignalkomponenten und Codieren der separierten Tonkomponenten unabhängig von den verbleibenden Spektralsignalkomponenten angewendet wird, kann eine effiziente Codierung mit einem hohen Kompressionsverhältnis ohne wesentliche Erzeugung einer wahrnehmbaren Verschlechterung von Audiosignalen realisiert werden.
Das Verfahren zum Separieren der tonalen Signalkomponenten und Codieren der separierten Signalkomponenten wird anhand von 12 erläutert. Beim Beispiel von 12 ist von den Spektralsignalkomponenten ein Satz aus drei tonalen Komponenten als tonale Signalkomponenten separiert worden. Die jede tonale Komponente bildenden Signalkomponenten werden zusammen mit jeweiligen Positionsdaten auf der Frequenzachse der tonalen Komponenten codiert.
Generell müssen die Signalkomponenten der tonalen Komponenten, bei denen die Energie in einer relativ kleinen Anzahl von spektralen Komponenten konzentriert ist, zum Vermeiden einer Tonqualitätsverschlechterung mit einer extrem hohen Präzision quantisiert werden. Jedoch können die Spektralkoeffizienten in jeder von den tonalen Komponenten befreiten Codierungseinheit ohne eine Verschlechterung der wahrnehmbaren Tonqualität mit einer relativ kleinen Anzahl von Bits quantisiert werden.
Wenn zur Vereinfachung der Zeichnung in 12 nur eine relativ kleine Anzahl von Spektralsignalkomponenten gezeigt ist, so ist die Signalenergie in wenigen Signalkomponenten einer Gruppe zu zehn von Signalkomponenten konzentriert, die eine gegebene Codierungseinheit bildet. Deshalb wird als ein Resultat einer Separation der tonalen Komponenten die Menge von Daten nicht signifikant erhöht, so dass durch Separieren der tonalen Komponenten die Codierungseffizienz als Ganzes verbessert werden kann.
13 zeigt einen illustrativen Aufbau einer Codekette im Fall einer Codierung durch das anhand der 12 erläuterte Verfahren. Bei dem vorliegenden illustrativen Aufbau ist am vorderen Ende jedes Rahmens die Steuerungsdaten wie beispielsweise Syncsignale und die codierte Anzahl der Codierungseinheiten, die mit einer voreingestellten Anzahl von Bits codiert sind, aufweisende Information als ein Headerabschnitt angeordnet. Nächst dem Headerabschnitt ist Information, welche die codierten Tonalkomponentendaten aufweist, als Tonalkomponentendaten angeordnet.
Als Tonalkomponentendaten sind zuerst die Information, welche die codierte Anzahl von Signalkomponenten in den tonalen Komponenten ist, angeordnet und auf sie folgt die Information, welche die codierte Positionsinformation der tonalen Komponenten auf der Frequenzachse ist, die Information, welche die codierte Information bezüglich den Normierungskoeffizienten ist, und die Information, welche die normierte, quantisierte und codierte tonale Signalkomponente ist, in dieser Reihenfolge.
Nächst den Tonalkomponentendaten ist die Information angeordnet, welche die codierten Daten des nach einer Subtraktion der tonalen Signalkomponenten von den originalen Spektralsignalkomponenten verbleibenden Restsignals ist. Dieses Restsignal kann auch als rauschige Signalkomponente bezeichnet werden. Dieses Restsignal ist aus Quantisierungsfeinheitsdaten und Normierungskoeffizientendaten jeder Codierungseinheit, Spektralkomponentensignalen, die auf Basis der Normierungskoeffizientendaten und der Quantisierungsfeinheitsdaten (Signalkomponenten anders als die tonalen Komponenten), die in der Reihenfolge der zunehmenden Frequenz der Codierungseinheiten codiert sind, normiert und quantisiert sind, zusammengesetzt. Es sei darauf hingewiesen, dass Spektralsignalkomponenten der tonalen und anderen Signalkomponenten (Koeffizientendaten) mittels VLC codiert sind.
14 zeigt ein illustratives Beispiel der Signalkomponentencodierungsschaltung 111b von 2, wenn die tonalen Signalkomponenten von den oben erwähnten jeweiligen Signalkomponenten separiert werden.
Bei der in 14 gezeigten Signalkomponentencodierungsschaltung 111b werden die durch die Umsetzungsschaltung 111a von 2 gesendeten Signalkomponenten 170a (110b) zu einer Tonalkomponentenseparationsschaltung 117a gesendet. Die Signalkomponenten 170a werden in tonale Signalkomponenten 117b und andere Signalkomponenten 170c (nicht-tonale Signalkomponenten) separiert. Die tonalen Signalkomponenten 170b werden zu einer Tonalkomponentencodierungsschaltung 117b gesendet, während die nicht-tonalen Signalkomponenten 170c zu einer Nichttonalkomponentencodierungsschaltung 117c gesendet werden. Die Tonalkomponentencodierungsschaltung 117b und die nicht tonal Komponentencodierungsschaltung 117c codieren die ihnen zugeführten Signalkomponenten, um resultierende Ausgangssignale 170d, 170e auszugeben. Die Tonalkomponentencodierungsschaltung 117b erzeugt die Information, welche die Tonalkomponentendaten von 13 bildet, zur gleichen Zeit, zu der sie die Information codiert, welche die Tonalkomponentendaten von 13 bildet. Die Signalcodierungsanordnungen in der Tonalkomponentencodierungsschaltung 117b und in der Nichttonalkomponentencodierungsschaltung 117c sind die gleichen wie die in 4 gezeigten.
15 zeigt ein illustratives Beispiel der Signalkomponentendecodierungsschaltung 114b im Fall, bei dem die tonalen Signalkomponenten von den jeweiligen Signalkomponenten separiert worden sind.
In der in 15 gezeigten Signalkomponentendecodierungsschaltung 114b ist der durch die Codekettenauflösungsschaltung 114a von 5 zugeführte Code 140a aus den Tonalkomponentendaten 180a und Nichttonalkomponentendaten 180b gebildet, die zu einer zugeordneten Tonalkomponentendecodierungsschaltung 118a bzw. Nichttonalkomponentendecodierungsschaltung 118b gesendet werden. Die Tonalkomponentendecodierungsschaltung 118a decodiert die tonalen Signalkomponenten von den in 13 gezeigten Tonalkomponentendaten, um resultierende tonale Signalkomponenten 180c auszugeben. Die Nichttonalkomponentendecodierungsschaltung 118b decodiert die tonalen Signalkomponenten von den Nichttonalenkomponentendaten, um resultierende nicht-tonale Signalkomponenten 180d auszugeben. Diese tonalen Signalkomponenten 180c und die nicht-tonalen Signalkomponenten 180d werden beide zu einer Spektralsignalsyntheseschaltung 118c gesendet, die dann die tonalen Signalkomponenten und die nicht-tonalen Signalkomponenten auf Basis der oben erwähnten Positionsdaten synthetisiert, um die resultierenden Signalkomponenten 180e auszugeben. Die Decodierungskonfigurationen der Tonalkomponentendecodierungsschaltung 118a und der Nichttonalkomponentendecodierungsschaltung 118b sind die gleichen wie die in 7 gezeigten.
Wenn das Verfahren zur effizienten Codierung von Signalen jeweiliger Kanäle oben erläutert worden ist, so ist auch ein Verfahren zur weiteren Verbesserung der Codierungseffizienz durch Ausnutzen einer Signalkorrelation zwischen Kanälen bekannt. Wenn beispielsweise, wenn die L-Kanal-Signale in der Wellenform im Wesentlichen ähnlich zu den R-Kanal-Signalen sind, anstelle einer Codierung des L- und R-Kanals Signale, welche die Abtastwerte von (L+R)/2 aufweisen, und die, welche die Abtastwerte von (L-R)/2 aufweisen, codiert werden, ist das Signal (L-R)/2 von einem kleineren Wert, so dass eine Codierung mit einer kleineren Anzahl von Bits ausgeführt werden kann.
16 zeigt einen illustrativen Aufbau einer Codierungseinrichtung zur Codierung durch das oben erwähnte Verfahren.
Nach 16 setzt eine Kanalumsetzungsschaltung 119a ein L-Kanal-Signal 190a und ein R-Kanal-Signal 190b in ein (L+R)-Kanal-Signal 190c (ein Signal, das einen abgetasteten Wert von (L-R)/2 aufweist) und ein (L-R)-Kanal-Signal 190d (ein Signal. das einen abgetasteten Wert von (L-R)/2 aufweist) um.
Das Signal 190c des (L+R)-Kanals und das Signal 190d des (L-R)-Kanals werden zu den jeweiligen Umsetzungsschaltungen 119b bzw. 119c gesendet, um wie in der Umsetzungsschaltung 111a von 2 umgesetzt zu werden.
Die Signalkomponenten 190e aus der Umsetzungsschaltung 119b und die Signalkomponenten 190f aus der Umsetzungsschaltung 119c werden zu jeweiligen Signalkomponentencodierungsschaltungen 119e bzw. 119f gesendet. Diese Signalkomponentencodierungsschaltungen 119e und 119f arbeiten ähnlich wie die Signalkomponentencodierungsschaltung 111b von 2. Die Signalkomponenten 190e, 190f werden auch zur Steuerungsschaltung 119d gesendet.
Die Steuerungsschaltung 119d bestimmt die Anzahl 190g von zugeteilten Bits bei der Codierung der Signalkomponenten des (L+R)-Kanals in der Signalkomponentencodierungsschaltung 119e bzw. die Anzahl 190h von zugeteilten Bits bei der Codierung der Signalkomponenten des (L-R)-Kanals in der Signalkomponentencodierungsschaltung 119f auf Basis der Signalkomponenten 190e bzw. 190f der Umsetzungsschaltungen 119b bzw. 119c. Während dieser Bitanzahlentscheidung können die ganzen Bits auch so zugeteilt werden, dass die Anzahl von Bits im richtigen Verhältnis zu den Signalenergien in jedem Kanal ist.
Infolgedessen codieren die Signalkomponenten 190e, 190f die Signalkomponenten 190e für den (L+R)-Kanal und die Signalkomponenten 190f für den (L-R)-Kanal auf Basis der Anzahlen 190g, 190h von zugeteilten Bits, wie sie durch die Steuerungsschaltung 119d bestimmt werden.
Die Codierung durch die Signalkomponentencodierungsschaltungen 119e, 119f erzeugt Codes 190i, 190j, von denen beide zu einer Codekettenerzeugungsschaltung 119g gesendet werden. Diese Codekettenerzeugungsschaltung 119g erzeugt von den jeweiligen Codes 190i bzw. 190j des (L+R)- und (L-R)-Kanals eine Codekette 190k und gibt sie aus.
17 zeigt einen illustrativen Aufbau einer zur Decodierung einer durch die in 16 gezeigten Codierungseinrichtung erzeugten Codekette 190k adaptierten Decodierungsschaltung.
Bei 17 separiert eine Codekettenseparationsschaltung 211a von der Codekette 210a, welche die oben erwähnte Codekette 190k ist, ein Signal 210b des (L+R)-Kanals und ein Signal 210c des (L-R)-Kanals. Der Code 210b des (L+R)-Kanals und das Signal 210c des (L-R)-Kanals werden zu den jeweiligen Signalkomponentendecodierungsschaltungen 211b bzw. 211c gesendet. Diese Signalkomponentendecodierungsschaltungen 211b und 211c decodieren die Codes ähnlich wie die Signalkomponentendecodierungsschaltung 114b von 5.
Die Signalkomponente des (L+R)-Kanals und die Signalkomponente des (L-R)-Kanals, die durch Decodierung durch die Signalkomponentendecodierungsschaltungen 211b und 211c erhalten werden, werden zu zugeordneten Inverstransformationsschaltungen 211d bzw. 211e gesendet. Die Inverstransformationsschaltungen 211d, 211e führen eine inverse Transformation ähnlich wie die in 5 gezeigte Inverstransformationsschaltung 114c aus.
Das durch die inverse Transformation durch die Inverstransformationsschaltung 211d erhaltene Signal 210f des (L+R)-Kanals und das durch die inverse Transformation durch die Inverstransformationsschaltung 211e erhaltene Signal 210g des (L-R)-Kanals werden beide zu einer Kanalumsetzungsschaltung 211f gesendet, welche die (L+R)-Kanal-Signale und die (L-R)-Kanal-Signale in ein L-Kanal-Signal 210h und ein R-Kanal-Signal 210i umsetzt, die ausgegeben werden.
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verfahren ist auch ein Verfahren zur effizienten Codierung der L- und R-Kanal-Signale durch Ausnutzung von Charakteristiken des menschlichen Gehörsystems bekannt. Dieses Verfahren realisiert eine effiziente Codierung durch Ausnutzung der Tatsache, dass die Phasendifferenz der L- und R-Kanal-Signale zum psychoakustischen Stereoeffekt hauptsächlich in dem Fall, bei dem die Signale Niedrigbereichsignale sind, beiträgt. Insbesondere werden die Signale sowohl des L- als auch R-Kanals auf der Niedrigfrequenzseite codiert, und auf der Hochbereichsseite wird die Signalwellenform des (L+R)-Kanals unter Benutzung der für den L- und R-Kanal unterschiedlichen Normierungskoeffizienten normiert und quantisiert.
18 zeigt einen illustrativen Aufbau einer dieses Verfahrens zur Codierung anwendenden Codierungseinrichtung.
In die in 18 gezeigte Codierungseinrichtung werden ein L-Kanal-Signal 220a und ein R-Kanal-Signal 220b eingegeben und durch jeweils zugeordnete Transformationsschaltungen 221a bzw. 221b für eine Transformation wie durch die jeweiligen Transformationsschaltungen 221a bzw. 221b transformiert. Diese Transformationsschaltungen 221a, 221b geben Signalkomponenten der jeweiligen Kanäle 220c, 220d aus, die zu den zugeordneten Signalkomponentencodierungsschaltungen 220f, 220g gesendet werden. Die Signalkomponentencodierungsschaltungen 221f, 221g werden nachfolgend als B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltungen bezeichnet. Diese B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltungen 221f, 221g codieren Niedrigbereichsignalkomponenten der L-Kanal-Signalkomponenten 220c bzw. der R-Kanal-Signalkomponenten 220d.
Die Signalkomponenten der jeweiligen Kanäle 220c, 220d aus den zugeordneten Transformationsschaltungen 221a, 221b werden auch zu einer Kanalsyntheseschaltung 221d gesendet, welche die L-Kanal-Signalkomponenten 220c und die R-Kanal-Signalkomponenten 220d zusammensummiert, um (L+R)-Kanal-Signalkomponenten 220h zu erzeugen. Diese (L+R)-Kanal-Signalkomponenten 220h werden zu einer B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung 221e gesendet. Die B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung 220e wird nachfolgend als eine A-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung bezeichnet.
Diese A-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung 220e normiert und quantisiert die Hochbereichseitesignalkomponenten der wie oben beschriebenen (L+R)-Kanal-Signalkomponenten unter Benutzung der für den L- und R-Kanal unterschiedlichen Normierungskoeffizienten.
Die Steuerungsschaltung 221c ist im Wesentlichen ähnlich zur Steuerungsschaltung 119d von 16. Die Steuerungsschaltung 211c der 18 bestimmt die zugeteilte Anzahl 220e von Bits zur Codierung für den (L+R)-Kanal durch die Kanalsyntheseschaltung 211d, die zugeteilte Anzahl 220f von Bits zur Codierung für die L-Kanal-Signalkomponenten 220c und die zugeteilte Anzahl 220g von Bits zur Codierung für die R-Kanal-Signalkomponenten 220d.
Deshalb codieren die A-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung 221e und die B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltungen 221f, 221g die (L+R)-Kanal-Signalkomponenten 220h, L-Kanal-Signalkomponenten 220c und die R-Kanal-Signalkomponenten 220d auf Basis der zugeordneten Anzahlen 220e, 220f und 220g von Bits, die durch die Steuerungsschaltung 221c bestimmt werden.
Die Codierung durch die A-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung 221e und die B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltungen 221f, 221g resultieren in einer Bildung von Codes 220k, 220l und 220m, die zu einer Codekettenerzeugungsschaltung 221h gesendet werden. Die Codekettenerzeugungsschaltung erzeugt dann von den Codes 220k, 220l und 220m eine Codekette 220n zur Ausgabe der erzeugten Codekette 220n.
19 zeigt einen illustrativen Aufbau der A-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltung 221e in der Konfiguration von 18. Die Signalkomponentencodierungsschaltung 221e von 19 ist grundsätzlich von einem Aufbau ähnlich zum Aufbau der in 4 gezeigten Signalkomponentencodierungsschaltung, wobei der Unterschied besteht, dass das Ausgangssignal der Signalkomponentencodierungsschaltung 221e ohne die Normierungskoeffizienteninformation ist.
Bei 19 wird die Signalkomponente 230a, welche die Signalkomponente 220h des (L+R)-Kanals von der Signalsyntheseschaltung 221d ist, von einem voreingestellten Band zu einem anderen durch eine Normierungsschaltung 231a normiert und zu einer Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 231b gesendet. Die Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 231b berechnet die Quantisierungsfeinheitsinformation 230e auf Basis der oben erwähnten Signalkomponenten 230a und der Anzahl 230b von zugeteilten Bits die mit der oben erwähnten Anzahl 220e von zugeteilten Bits korrespondiert.
Die normierten Spektralkoeffizientendaten 230c aus der Normierungsschaltung 231a und die Quantisierungsfeinheitsinformation 230e aus der Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 231b werden zu einer Quantisierungsschaltung 231c gesendet, die dann die normierten Spektralkoeffizientendaten 230c auf Basis der Quantisierungsfeinheitsinformation 230e quantisiert. Die Quantisierung durch die Quantisierungsschaltung 231c ergibt Codes 230f, die als Codes 220k von 18 simultan mit der Quantisierungsfeinheitsinformation 230e ausgegeben werden.
20 zeigt einen illustrativen Aufbau der B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltungen 221f, 221g.
Bei 20 separieren die B-Typ-Signalkomponentencodierungsschaltungen Signalkomponenten 220a, die das L-Kanal-Signal 220c aus der Transformationsschaltung 221a von 18 oder die R-Kanal-Signalkomponenten 220d aus der Transformationsschaltung sind, in Niedrigbereichsignalkomponenten 240c und Hochbereichsignalkomponenten 240d durch eine Signalseparationsschaltung 241a.
Die Niedrigbereichsignalkomponenten 240c werden durch die Normierungsschaltung 241b, Quantisierungsschaltung 241e und die Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 241d codiert. Die Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 241d bestimmt die Quantisierungsfeinheit auf Basis der Anzahl 240b von zugeteilten Bits zur Codierung aus der Steuerungsschaltung 221c von 18.
Andererseits werden die Hochbereichseitesignalkomponenten 240d durch die Normierungsschaltung 241c normiert, so dass nur normierte Spektralkoeffizientendaten ausgegeben werden.
Die Quantisierungsfeinheitsinformation 240f aus der Niedrigbereichseite-Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 241d, Codes 240h aus der Quantisierungsschaltung 241e, Normierungskoeffizienteninformation 240i aus der Normierungsschaltung 241b und die normierten Spektralkoeffizientendaten 240g aus der Hochbereichseite-Normierungsschaltung 241c werden als Codes 220l oder 220m von 18 zu einer Codekettenerzeugungsschaltung 221h von 18 gesendet.
21 zeigt einen illustrativen Aufbau einer durch die Codekettenerzeugungsschaltung 221h von 18 erzeugten Codekette.
Bei 21 ist die Codekette aus einem Header, der aus Synchronisationssignalen und die Anzahl von Codierungseinheiten für den Niedrigfrequenzbereich zusammengesetzt ist, codierten Daten der Niedrigbereichsseite des ersten Kanals (L-Kanal), codierten Daten der Niedrigbereichsseite des zweiten Kanals (R-Kanal) und codierten Daten der Hochbereichsseite gebildet. Was die Niedrigbereichsseite betrifft, so sind Quantisierungsfeinheitsdaten, Normierungskoeffizientendaten und Spektralkoeffizientendaten als unabhängige codierte Daten für den ersten Kanal (L-Kanal) und für den zweiten Kanal (R-Kanal) gegeben. Was jedoch die Hochbereichsseite betrifft, so sind mit Ausnahme der Normierungskoeffizienteninformation für den ersten Kanal (L-Kanal) und den zweiten Kanal (R-Kanal) Daten gegeben, den zwei Kanälen (erster und zweiter Kanal) gemeinsam sind. Infolgedessen sind in 21 die Quantisierungsfeinheitsinformation und die Spektralkoeffizientendaten gemeinsame Daten für den ersten und zweiten Kanal.
22 zeigt einen illustrativen Aufbau einer zur Decodierung codierter Daten der in 21 gezeigten Codekette konfigurierten Decodierungseinrichtung.
Bei 22 werden codierte Daten 250a der in 21 gezeigte Codekette durch eine Codekettenseparationsschaltung 251a in einen L- und R-Kanal separiert. Jedoch werden Hochbereichsdaten, die gemeinsame Daten für die zwei Kanäle sind, zu beiden Signalkomponentendecodierungsschaltungen 251b und 251c gesendet. Die L-Kanal-codierten Daten 250b werden von einer Signalkomponentendecodierungsschaltungen 251b decodiert, während die R-Kanal-codierten Daten 250c von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 251c decodiert werden.
Die von diesen Signalkomponentendecodierungsschaltungen 251b, 251c decodierten Signalkomponenten 250d, 250e werden zu zugeordneten Inverstransformationsschaltungen 251d, 251e gesendet, wo die Signalkomponenten zu einer Wiederherstellung der L-Kanal-Zeitbereichssignale 250f und der R-Kanal-Zeitbereichssignale invers transformiert werden.
Bei dem wie anhand der 16 erläuterten Verfahren zur Codierung der mit dem (L+R)-Kanal und dem (L-R)-Kanal für den ganzen Bereich korrespondierenden Kanal missen diese zwei Kanäle codiert werden, selbst wenn einer der Kanäle von einem niedrigen Signalpegel ist. Dies auferlegt bei einer Verbesserung der Kompressionseffizienz durch eine Codierung eine Grenze. Bei dem wie in 18 erläuterten Verfahren zur Codierung nur der Normierungskoeffizienten für die Hochbereichseite ist eine korrespondierende Anzahl von Bits zur Codierung der Normierungskoeffizienten des ganzen Bereichs erforderlich. Auch muss bei dem oben beschriebenen Verfahren eine Transformationsverarbeitung und inverse Transformationsverarbeitung für den ganzen Frequenzbereich für sowohl den L- als auch R-Kanal ausgeführt werden, wodurch eine voluminöse Verarbeitung und Pufferspeicherraum erforderlich ist.
Infolgedessen werden bei der vorliegenden Ausführungsform sowohl die L- als auch R-Kanal-Signale oder Signale, die zu einer Wiederherstellung der L- und R-Signale fähig sind, für die Niedrigbereichseite codiert. Andererseits werden, was die Hochbereichsignale betrifft, gemeinsame Signale für den L- und R-Kanal benutzt oder die gemeinsamen Signale für den L- und R-Kanal, die nur im Signalpegel modifiziert sind, werden so adaptiert, dass sie sowohl zur Realisierung einer hocheffizienten Codierung als auch zur Reduzierung des Volumens der Verarbeitung für die Decodierung und Codierung wiedergegeben werden. Dies wird anhand der Zeichnungen erläutert.
23 zeigt einen illustrativen Aufbau einer zur Ausführung der Codierung mittels des oben beschriebenen Verfahrens adaptierte Codierungseinrichtung.
Bei 23 werden das L-Kanal-Signal 260a und das R-Kanal-Signal 260b einer jeweiligen Transformationsschaltung 261a bzw. 261b zugeführt. Diese Transformationsschaltungen 261a, 261b sind ähnlich zu den vorher beschriebenen und führen eine Transformationsverarbeitung für die jeweiligen Eingangssignale aus. Die durch die Transformationsschaltung 261a transformierten L-Kanal-Signalkomponenten 260c werden zu einer Niedrigbereichsignalseparationsschaltung 261g gesendet, während die durch die Transformationsschaltung 261b transformierten R-Kanal-Signalkomponenten 260d zu einer Niedrigbereichsignalseparationsschaltung 261h gesendet werden.
Die Niedrigbereichsignalseparationsschaltungen 261g, 261h separieren nur die Signalkomponenten der Niedrigbereichseite der zugeführten Signalkomponenten, um die separierten Niedrigbereichsignale als Niedrigbereichsignale 260j, 260k zu den zugeordneten Signalkomponentencodierungsschaltungen 261j, 261k zu übertragen.
Die Signalkomponentencodierungsschaltung 261j, der die niedrigbereichseitigen L-Kanal-Signalkomponenten 260j zugeführt werden, und die Signalkomponentencodierungsschaltung 261k, der die niedrigbereichseitigen R-Kanal-Signalkomponenten 260k zugeführt werden, codieren Niedrigbereichsignalkomponenten der L- und R-Kanäle. Die Signalkomponentencodierungsschaltungen 261j, 261k geben Codes 260m, 260n aus, die zu einer Codekettenerzeugungsschaltung 261l gesendet werden.
Wenn die Niedrigbereichsignalkomponenten der L- und R-Kanäle codiert sind, ist es möglich, Signale zu codieren, die zur Wiederherstellung von Niedrigbereichsignalkomponenten sowohl des L- als auch R-Kanals fähig sind.
Die Signalkomponenten der jeweiligen Kanäle 260c, 260d aus den Transformationsschaltungen 261a, 261b werden beide zu einer Kanalsyntheseschaltung 261e gesendet, die dann die Signalkomponenten 260c, 260d des L- und R-Kanals summiert, um die resultierenden (L+R)-Kanal-Signalkomponenten 260h auszugeben. Die (L+R)-Kanal-Signalkomponenten 260h werden einer Hochbereichsignalseparierungsschaltung 261f zugeführt.
Die Hochbereichsignalseparierungsschaltung 261f separiert nur die hochbereichseitigen Signalkomponenten der zugeführten (L+R)-Kanal- Signalkomponenten 260h, um Hochbereichsignalkomponenten 260i zu erzeugen, die zu einer Signalkomponentencodierungsschaltung 261i gesendet werden.
Die Signalkomponentencodierungsschaltung 261i codiert die (L+R)-Kanal-Hochbereichsignalkomponenten 260i, um Hochbereichcodes 260i zu erzeugen, die zu einer Codekettenerzeugungsschaltung 261l gesendet werden.
Wenn die (L+R)-Kanal-Hochbereichsignalkomponenten, die dem L- und R-Kanal gemeinsame Signale sind, codiert werden, so ist es auch möglich, Signale zu codieren, die dem L- und R-Kanal gemeinsam sind und die nur bezüglich des Signalpegels modifiziert sind.
Die Steuerungsschaltung 261c bestimmt die zugeteilte Anzahl 260e von Bits zur Codierung für die Hochbereichsignalkomponenten 260i für den (L+R)-Kanal, die zugeteilte Anzahl 260f von Bits zur Codierung für die Niedrigbereichsignalkomponenten 260j für den L-Kanal und die zugeteilte Anzahl 260g von Bits zur Codierung für die Niedrigbereichsignalkomponenten 260k für den R-Kanal. Das besondere Verfahren zur Steuerung der zugeteilten Anzahl von Bits zur Codierung durch die Steuerungsschaltung 261c wird später speziell erläutert.
Deshalb codieren die Signalkomponentencodierungsschaltungen 261i, 261j und 261k die Hochbereichsignalkomponenten 260i für den (L+R)-Kanal, die Niedrigbereichsignalkomponenten 260j für den L-Kanal bzw. die Niedrigbereichsignalkomponenten 260k für den R-Kanal auf Basis der zugeteilten Anzahlen 260e, 260f und 260g von Bits, wie sie durch die oben erwähnte Steuerungsschaltung 261c bestimmt werden.
Die oben erwähnte Codekettenerzeugungsschaltung 261l erzeugt von den Codes 260l, 260m und 260n, die von den Signalkomponentencodierungsschaltungen 261i, 261j bzw. 261k zugeführt werden, eine Codekette 260o.
24 zeigt einen illustrativen Aufbau der Signalkomponentencodierungsschaltungen 261i, 261j und 261k von 23.
Bei 24 werden eine Signalkomponente 270a, die eine von den Hochbereichsignalkomponenten 260i für den (L+R)-Kanal, den Niedrigbereichsignalkomponenten 260j für den L-Kanal und den Niedrigbereichsignalkomponenten 260k für den R-Kanal ist, durch eine Normierungsschaltung 271a von einem voreingestellten Band zu einem anderen normiert, wobei sie zu einer Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 271b gesendet wird. Diese Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 271b berechnet die Quantisierungsfeinheitsinformation 270d auf Basis der Signalkomponenten 270a und der Signalkomponente 270b, die mit einer der zugeteilten Anzahlen 260e, 260f und 260g von Bits zur Codierung korrespondiert.
Die normierten Spektralkoeffizientendaten 270c aus der Normierungsschaltung 271a und die Quantisierungsfeinheitsinformation 270d aus der Quantisierungsfeinheitsentscheidungsschaltung 271b werden zu einer Quantisierungsschaltung 271c gesendet. Die Quantisierungsschaltung 271c quantisiert die normierten Spektralkoeffizientendaten 270c auf Basis der Quantisierungsfeinheitsinformation 270d. Die quantisierten Codes 270e aus der Quantisierungsschaltung 271c werden simultan mit der oben erwähnten Quantisierungsfeinheitsinformation 270d und Normierungskoeffizienteninformation 270f als einer von den Codes 260l, 260m und 260n ausgegeben.
25 zeigt ein Verarbeitungsbeispiel zum Finden von Daten bezüglich der Anzahl von benutzbaren Bits, die durch die Steuerungsschaltung 261c von 23 den Signalkomponentencodierungsschaltungen 261i, 261j und 261k in jedem Rahmen zugeteilt werden. Diese Anzahl von benutzbaren Bits ist die durch die oben erwähnten Anzahlen 260e, 260f und 260g von zugeteilten Bits spezifizierte. Bei 25 sind die Daten bezüglich der Anzahl von rahmenbasierten benutzbaren Bits für die Hochbereichsignalkomponenten 260i des (L+R)-Kanals als Bh spezifiziert, während die Daten bezüglich der Anzahl von rahmenbasierten benutzbaren Bits für die Niedrigbereichsignalkomponenten 260j des L-Kanals als B1 spezifiziert ist und die Daten bezüglich der Anzahl von rahmenbasierten benutzbaren Bits für die Niedrigbereichsignalkomponenten 260k des R-Kanals als B2 spezifiziert ist. Das heißt die Anzahl von Bits, die durch die Daten bezüglich der Anzahl Bh von Bits spezifiziert ist, korrespondiert mit der rahmenbasierten Anzahl von Bits des durch die Signalkomponentencodierungsschaltung 261i von 23 ausgegebenen Codes 260l, während die Anzahl von Bits, die durch die Daten bezüglich der Anzahl B1 von Bits spezifiziert ist, mit der rahmenbasierten Anzahl von Bits des durch die Signalkomponentencodierungsschaltung 261j von 23 ausgegebenen Codes 260m korrespondiert und die Anzahl von Bits, die durch die Daten bezüglich der Anzahl B2 von Bits spezifiziert ist, mit der rahmenbasierten Anzahl von Bits des durch die Signalkomponentencodierungsschaltung 261k von 23 ausgegebenen Codes 260n korrespondiert.
Nach 25 wird die Hochbereichsseitesignalenergie Eh des (L+R)-Kanals beim Schritt S101 gefunden. Die Signalenergie E1 des Niedrigbereichseitesignals des L-Kanals wird beim Schritt S102 gefunden und die Energie E2 des Niedrigbereichseitesignals des R-Kanals wird beim Schritt S103 gefunden.
Beim Schritt S104 werden die auf diese Weise gefundenen Signalenergien Eh, E1 und E2 mit einer einen Gewichtungskoeffizienten Ah für den (L+R)-Kanal, einen Gewichtungskoeffizienten A1 für den L-Kanal und einen Gewichtungskoeffizienten A2 für den R-Kanal benutzenden gewichteten Addition verarbeitet, um die Verarbeitungsresultate S zu finden.
Bei den Schritten S105 und S106 wird die Gesamtzahl B von Bits, die anderem als dem Headerabschnitt für den L- und R-Kanal zugeteilt werden kann, als die oben erwähnten Daten für die Anzahlen B1 und B2 von Bits verteilt, um im richtigen Verhältnis zur Gewichtungsenergie der jeweiligen Codierungsabschnitte der Signalkomponentencodierungsschaltungen 261j, 261k zu sein. Beim Schritt S107 werden die verbleibenden Teile der Gesamtzahl von Bits durch die Signalkomponentencodierungsschaltung 261i dem Codierungsabschnitt als die oben erwähnten Daten bezüglich der Anzahl Bh von Bits zugeteilt.
26 zeigt einen illustrativen Aufbau einer durch die Codierungseinrichtung von 23 ausgegebenen Codekette.
Bei 26 ist die Codekette aus einem Header, der aus Synchronisationssignalen und der Anzahl von Niedrigbereichcodierungseinheiten zusammengesetzt ist, niedrigbereichseitecodierten Daten des ersten Kanals (L-Kanal) (Quantisierungsfeinheitsinformation, Normierungskoeffizienteninformation und Spektralkoeffizientendaten), niedrigbereichsseitecodierten Daten des zweiten Kanals (R-Kanal) (Quantisierungsfeinheitsinformation, Normierungskoeffizienteninformation und Spektralkoeffizientendaten) und niedrigbereichsseitecodierten Daten des (L+R)-Kanals (Quantisierungsfeinheitsinformation, Normierungskoeffizienteninformation und Spektralkoeffizientendaten) gebildet. Bei 26 kann, da im Gegensatz zur Codekette von 21 ein einzelner Kanal der Hochbereichseitenormierungskoeffizienteninformation genügt, die Codierung mit einer kleineren Anzahl von Bits ausgeführt werden. Wenn die Hochbereichseitesignale gemeinsam benutzt werden, ist das Ausbreitungsgefühl (spread-out feeling) des Tons etwas verschlechtert. Jedoch kann der Benutzer noch eine Stereotonwiedergabe genießen, da es eher die Niedrigbereichseitesignale als die Hochbereichseitesignale sind, die bei der Zunahme des Stereophontongefühls instrumentaler sind.
27 zeigt einen illustrativen Aufbau einer Decodierungseinrichtung zur Decodierung der in 26 gezeigten Codekette.
Bei 27 werden codierte Daten 280a der in 26 gezeigten Codekette durch eine Codekettenseparierungsschaltung 281a in den Hochbereichseite-(L+R)-Kanal und den Niedrigbereichseite-R-Kanal separiert. Codierte Daten 280b des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals werden von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 281b decodiert, während codierte Daten 280c des Niedrigbereichseite-L-Kanals von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 281c decodiert werden und codierte Daten 280d des Niedrigbereichseite-R-Kanals von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 281d decodiert werden.
Die Signalkomponenten 280e, 280f des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals und des Niedrigbereichseite-L-Kanals, die von den jeweiligen Signalkomponentendecodierungsschaltungen 281b bzw. 281c decodiert werden, werden zu einer Signalkomponentensyntheseschaltung 281e gesendet. Die Signalkomponenten 280e, 280f des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals und Niedrigbereichseite-R-Kanals, die von den jeweiligen Signalkomponentendecodierungsschaltungen 281b bzw. 281d decodiert werden, werden zu einer Signalkomponentensyntheseschaltung 281f gesendet.
Die Signalkomponentensyntheseschaltung 281e synthetisiert die Signalkomponenten 280e des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals und die Signalkomponenten 280f des Niedrigbereichseite-L-Kanals, um die Niedrigbereich- und Hochbereichseite zu synthetisieren und die L-Kanal-Signalkomponenten 280h des aus der Synthese resultierenden ganzen Bereichs zu einer Inverstransformationsschaltung 281h zu senden.
Die Signalkomponentensyntheseschaltung 281f synthetisiert die Signalkomponenten 280e des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals und die Signalkomponenten 280g des Niedrigbereichseite-R-Kanals, um die Niedrigbereich- und Hochbereichseite zu synthetisieren und die L-Kanal-Signalkomponenten 280i des aus der Synthese resultierenden ganzen Bereichs zu einer Inverstransformationsschaltung 281i zu senden.
Diese Inverstransformationsschaltungen 281h, 281i invers-transformieren Signalkomponenten des L- und R-Kanals des ganzen Bereichs, um Zeitbereichsignale 280j des L-Kanals und Zeitbereichsignale 280k des R-Kanals wiederherzustellen.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht können durch das die vorliegende Erfindung realisierende Verfahren Stereosignale mit einer kleineren Anzahl von Bits codiert werden.
Auch das Verarbeitungsvolumen und das Pufferspeichervolumen können effektiv erniedrigt werden. Diese Modifikation zur Erniedrigung des Verarbeitungsvolumens und des Pufferspeichervolumens wird nachfolgend erläutert.
28 zeigt einen illustrativen Aufbau einer Codierungseinrichtung der Modifikation, bei der die Verarbeitung durch ein Bandteilungsfilter und eine Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltung ist, die in Kombination benutzt werden.
Bei 28 werden ein L-Kanal-Signal 290a und ein R-Kanal-Signal 290b zu jeweiligen Bandteilungsfiltern 291a bzw. 291b gesendet. Das Bandteilungsfilter 291a teilt das L-Kanal-Signal 290a in Niedrigbereich- und Hochbereichsignale, während das Bandteilungsfilter 291b das R-Kanal-Signal 290b in Niedrigbereich- und Hochbereichsignale teilt.
Das Niedrigbereichsignal des L-Kanals 290d, das vom Bandteilungsfilter 291a geteilt ist, wird zu einer Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltung 291e gesendet, während das Niedrigbereichsignal des R-Kanals 290f, das vom Bandteilungsfilter 291b geteilt ist, zu einer Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltung 290j gesendet wird.
Die bei der Teilung durch die Bandteilungsfilter 291a, 291b erhaltenen L- und R-Kanal-Hochbereichsignale 290c, 290e werden zu einer Kanalsyntheseschaltung 291c gesendet, um in ein Hochbereichsignal des (L+R)-Kanals synthetisiert zu werden, der zu einer Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltung 291d gesendet wird.
Diese Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 291d, 291e, 291f verarbeiten die Eingangssignale mit einer Vorwärtsorthogonaltransformation, um Signalkomponenten 290h, 290i, 290j zu erzeugen, die zu zugeordneten Signalkomponentencodierungsschaltungen 291h, 291i, 291j gesendet werden.
Die Signalkomponenten 290h, 290i, 290j aus den Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 291d, 291e, 291f werden auch zu einer Steuerungsschaltung 291g gesendet. Die Steuerungsschaltung 291g bestimmt wie im Fall der 23 die zugeteilte Anzahl 290k von Bits zur Codierung für die Hochbereichsignalkomponenten 290h des (L+R)-Kanals, die zugeteilte Anzahl 290l von Bits zur Codierung für die Niedrigbereichsignalkomponenten 290i des L-Kanals und die zugeteilte Anzahl 290m von Bits für die Niedrigbereichsignalkomponenten 290j des R-Kanals auf Basis der Signalkomponenten 290h, 290i und 290j aus den Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 291d, 291e und 290f.
Infolgedessen codieren die oben erwähnten Signalkomponentencodierungsschaltungen 291h, 291i, 291j die zugeordneten Hochbereichsignalkomponenten 290h des (L+R)-Kanals 290h, Niedrigbereichsignalkomponenten 290i des L-Kanals und die Niedrigbereichsignalkomponenten 290j des R-Kanals auf Basis der zugeteilten Anzahlen 290k, 290l und 290m von Bits, wie sie durch die Steuerungsschaltung 291g gesetzt werden.
Die Codekettenerzeugungsschaltung 291k erzeugt von den Codes 290n, 290o und 290p aus den Signalkomponentencodierungsschaltungen 291h, 291i, 291j eine Codekette 290q ähnlich zu der in 26 gezeigten und gibt die erzeugte Codekette 290q aus.
Bei dem Aufbau von 28 ist bemerkenswert, dass, da die Vorwärtsorthogonaltransformation bezüglich der Hochbereichseite bezüglich beider Kanäle (L+R-Kanal) gemeinsam ausgeführt wird, eine Verarbeitung wie beispielsweise eine Codierung nur einmal ausgeführt werden muss, so dass das Verarbeitungsvolumen und der Pufferspeicherraum gespart werden. Insbesondere müssen bei dem oben beschriebenen Verfahren zur Ausgabe der in 21 gezeigten Codekette, selbst wenn die Kombination aus dem Bandteilungsfilter und den Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen als die Transformationsschaltung benutzt wird, die Normierungskoeffizientendaten für den L- und R-Kanal unabhängig gefunden werden, so dass die Verarbeitung bezüglich zweier Kanäle inklusive der Transformation bezüglich der Hochbereichseite ausgeführt werden muss. Bei dem beim Aufbau von 28 angewendeten Verfahren reicht für zwei Kanäle nur eine Vorwärtsorthogonaltransformationsverarbeitungsoperation für die Hochbereichseitesignale aus.
29 zeigt einen illustrativen Aufbau einer Decodierungseinrichtung, die zur Decodierung einer durch die in 28 gezeigten Codierungseinrichtung erzeugten Codekette adaptiert ist.
Bei 29 werden codierte Daten 310a einer Codekette ähnlich zu einer in 26 gezeigten durch eine Codekettenteilungsschaltung 311a in einen Hochbereichseite-(L+R)-Kanal und Niedrigbereichseite-L- und -R-Kanal geteilt. Codierte Daten des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals 210b werden von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 311b decodiert, während codierte Daten des Niedrigbereichseite-L-Kanals 310c durch eine Signalkomponentendecodierungsschaltung 311c und codierte Daten des Niedrigbereichseite-R-Kanals 310d von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 311b decodiert werden.
Die Signalkomponenten 310e, 310f, 310g des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals, Niedrigbereichseite-L-Kanals und des Niedrigbereichseite-R-Kanals, die von den Signalkomponentendecodierungsschaltungen 311b, 311c und 311d decodiert sind, werden zu zugeordneten Inversorthogonaltransformationsschaltungen 311e, 311f und 311g zur inversen orthogonalen Transformation gesendet.
Das Signal des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals 310h aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 311e und das Signal des Niedrigbereichseite-R-Kanals 310i aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 311f werden zu einem Bandsynthesefilter 311h gesendet, das dann den Hochbereichseite-(L+R)-Kanal 310h und den Niedrigbereichseite-R-Kanal 310i zur Synthetisierung des niedrigen und hohen Bereichs synthetisiert, um die resultierenden Vollbereichs-L-Kanal-Zeitbereichsignale 310k auszugeben.
Das Signal des Hochbereichsseite-(L+R)-Kanals 310h aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 311e und das Signal des Niedrigbereichsseite-R-Kanals 310j aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 311g werden zu einem Bandsynthesefilter 311i gesendet, das dann den Hochbereichsseite-(L+R)-Kanal 210h und den Niedrigbereichsseite-R-Kanal 310j zur Synthetisierung des niedrigen und hohen Bereichs synthetisiert, um die resultierenden Vollbereich-R-Kanal-Zeitbereichssignale 310l auszugeben.
Es ist zu sehen, dass es bei der in 29 gezeigten Decodierungseinrichtung ausreicht, die hochbereichseitige inverse orthogonale Transformation nur einmal als der gemeinsame (L+R)-Kanal auszuführen. Bei dem Verfahren zur Decodierung der in 22 gezeigten Codekette ist es notwendig, die inverse orthogonale Transsformationsverarbeitung für den L- und R-Kanal für den ganzen Frequenzbereich unabhängig auszuführen, selbst wenn die Kombination aus der inversen orthogonalen Transformation und dem Bandsynthesefilter wie oben als die Inverstransformationsschaltung benutzt wird, da die Normierungskoeffizienten von Kanal zu Kanal differieren. Bei dem oben beschriebenen Decodierungsverfahren ist es möglich, das Verarbeitungsvolumen und den Pufferspeicherraum zu sparen.
Die in 26 gezeigte Codekette kann so wiedergegeben werden, dass der Hochbereichseite-L- und -R-Kanal zur Verbesserung des Stereotongefühls von einem unterschiedlichen Signalpegel sind.
30 zeigt den Aufbau einer solchen Decodierungseinrichtung.
Bei 30 werden codierte Daten 320 einer Codekette ähnlich zu der in 26 gezeigten durch die Codekettenteilungsschaltung 321a in einen Hochbereichseite-(L+R)-Kanal und in einen Niedrigbereichseite-R-Kanal geteilt. Die codierten Daten 320b des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals werden von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 321b decodiert, während die codierten Daten 320c des Niedrigbereichseite-L-Kanals von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 321c decodiert werden und die codierten Daten 320d des Niedrigbereichseite-R-Kanals von einer Signalkomponentendecodierungsschaltung 321d decodiert werden.
Die Signalkomponenten 320e, 320f und 320g des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals, Niedrigbereichseite-L-Kanals und des Niedrigbereichseite-R-Kanals werden zu zugeordneten Inversorthogonaltransformationsschaltungen 321e, 321f und 321g zu einer inversen orthogonalen Transformation gesendet.
Das L-Kanal-Niedrigbereichsignal 320i aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 320f und die Niedrigbereichseite-R-Kanal-Signale 320j aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 321g werden zu zugeordneten Bandsynthesefiltern 321k und 321l und simultan zu einer Gewichtungsentscheidungsschaltung 321h gesendet. Diese Gewichtungsentscheidungsschaltung 321h setzt Gewichtungskoeffizienten für den L- und R-Kanal, um die so gesetzten Gesichtungskoeffizienten für den L- und R-Kanal zu zugeordneten Gewichtungsschaltungen 321i, 321j zu senden.
Diesen Gewichtungsschaltungen 321i, 321j werden durch die Inversorthogonaltransformationsschaltung 321e Hochbereichsignale 320h des (L+R)-Kanals zugeführt. Diese Gewichtungsschaltungen 321i, 321j führen beim (L+R)-Kanal-Hochbereichsignal 320h eine Gewichtung für den L- und R-Kanal unabhängig aus. Die durch die Gewichtungsschaltung 321i für den L-Kanal gewichteten (L+R)-Kanal-Hochbereichsignale 320m werden zum Bandsynthesefilter 321k gesendet, während die durch die Gewichtungsschaltung 321j für den R-Kanal gewichteten (L+R)-Kanal-Hochbereichsignale 320n zum Bandsynthesefilter 321l gesendet werden.
Das heißt bei der Decodierungseinrichtung von 30 bestimmt die Gewichtungsschaltung 321h die Gewichtungskoeffizienten 320k, 320l aus den Niedrigbereichseitesignalpegeln des L- und R-Kanals, während die Gewichtungsschaltungen 321i, 321j die Abtastwerte der jeweiligen Signale so korrigieren, dass sie im richtigen Verhältnis zu den Gewichtungskoeffizienten 320k, 320l sind.
Das Bandsynthesefilter 321k synthetisiert die für den L-Kanal gewichteten Hochbereichsignale für den (L+R)-Kanal 320m und die oben erwähnten Niedrigbereichsignale 320i des L-Kanals mittels einer Synthese des niedrigen und hohen Bereichs, um das resultierende L-Kanal-Zeitbereichsignal 320o des ganzen Bereichs auszugeben.
Das Bandsynthesefilter 321l synthetisiert die für den R-Kanal gewichteten Hochbereichsignale für den (L+R)-Kanal 320n und die oben erwähnten Niedrigbereichsignale des R-Kanals mittels einer Synthese des niedrigen und hohen Bereichs, um das resultierende R-Kanal-Zeitbereichssignal 320p des ganzen Bereichs auszugeben.
31 zeigt ein Verarbeitungsbeispiel, bei dem die Gewichtungsentscheidungsschaltung 321h der Decodierungseinrichtung von 30 den Gewichtungskoeffizienten 320k für den ersten Kanal (L-Kanal) (in 31 als ein Gewichtungsparameter R1 angezeigt) und den Gewichtungskoeffizienten 320l für den zweiten Kanal (R-Kanal) (in 31 als Gewichtungsparameter R2 angezeigt) bestimmt.
Bei dieser Verarbeitung wird die Hochbereichseitesignalenergie auch auf den L- und R-Kanal verteilt, so dass sie im richtigen Verhältnis zur Signalenergie auf der Niedrigbereichseite ist. Zu diesem Zweck wird beim Schritt 201 unter Benutzung der L-Kanal-Niedrigbereichsignale 320i die Hochbereichseitesignalenergie EI1 des L-Kanals gefunden, so dass die Signalenergie EI1 im richtigen Verhältnis zur Energie der L-Kanal-Niedrigbereichsignale 320i ist. Ähnlich wird beim Schritt S202 unter Benutzung der R-Kanal-Niedrigbereichsignale 320j die Hochbereichseitesignalenergie EI2 des R-Kanals gefunden, so dass die Signalenergie EI2 im richtigen Verhältnis zur Energie der R-Kanal-Niedrigbereichsignale 320j ist.
Dann wird beim Schritt S203 die Summe SI aus der Hochbereichseitesignalenergie EI1 für den L-Kanal und der Hochbereichseitesignalenergie EI2 für den R-Kanal gefunden. Beim Schritt S204 wird eine Quadratwurzel aus dem Quotienten aus E1 durch die Summe SI als die Gewichtungsparameter r1 für den ersten Kanal (L-Kanal) adoptiert. Ähnlich wird eine Quadratwurzel des Quotienten aus der Signalenergie EI2 durch die Summe SI als Gewichtungsparameter r2 für den zweiten Kanal (R-Kanal) adoptiert. Wie aus der Relation zwischen den Gewichtungsparametern r1 und r2 leicht zu erkennen ist kann der Gewichtungsparameter r2 aus der Gleichung des Schritts S205 gefunden werden.
Bei dem obigen Beispiel werden die Hochbereichseitesignale für den L- und R-Kanal gemeinsam benutzt. Jedoch können in der Codekette auch Pegelsteuerungsdaten für den L- und R-Kanal wie beispielsweise Gewichtungsparameter inkludiert sein. Dies verursacht ein echteres Stereotongefühl. Das Niedrigbereichsignal kann auch nach einer Transformation in den (L+R)-Kanal und (L-R)-Kanal codiert werden, statt dass es als L- und R-Kanal codiert wird. Indem dies so ausgeführt wird, wird das (L-R)-Kanal-Signal im Pegel erniedrigt, um eine effizientere Codierung zu realisieren, insbesondere wenn dieses eine starke Korrelation zwischen dem L- und R-Kanal ist.
32 zeigt einen illustrativen Aufbau einer Modifikation der Codierungseinrichtung, welche die oben erwähnten zwei Verfahren aufweist.
Bei 32 werden ein L-Kanal-Signal 330a und ein R-Kanal-Signal 330b jeweiligen Bandteilungsfiltern 331a bzw. 331b zugeführt. Das Bandteilungsfilter 331a teilt das L-Kanal-Signal 330a in ein Niedrigbereich- und Hochbereichsignal, während das Bandteilungsfilter 331b das R-Kanal-Signal 330b in ein Niedrigbereich- und Hochbereichsignal teilt.
Die vom Bandteilungsfilter 331a geteilten L-Kanal-Niedrigbereichsignale 330d und die vom Bandteilungsfilter 331b geteilten R-Kanal-Niedrigbereichsignale 330f werden beide zur Kanalumsetzungsschaltung 331d gesendet.
Die Kanalumsetzungsschaltung 331d setzt die L-Kanal-Niedrigbereichsignale 330d und die R-Kanal-Niedrigbereichsignale 330f in ein (L+R)-Kanal-Niedrigbereichsignal 330h und ein (L-R)-Kanal-Niedrigbereichsignal 330i um.
Das (L+R)-Kanal-Niedrigbereichsignal 330h wird zu einer Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltung 331f gesendet, während das (L-R)-Kanal-Niedrigbereichsignal 330i zu einer Vorwärtsorthogonaltranformationsschaltung 331g gesendet wird.
Die von den Bandteilungsfiltern 331a, 331b geteilten Hochbereichsignale 330c, 330e des L- und R-Kanals werden beide zur Kanalsyntheseschaltung 331c gesendet, um durch die Kanalsyntheseschaltung 331c in die (L+R)-Kanal-Hochbereichsignale 330g synthetisiert zu werden, bevor sie zu einer Vortwärtsorthogonaltransformationsschaltung 331e gesendet werden.
Die oben erwähnten Vortwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 331e, 331f und 331g verarbeiten die Eingangssignale mit einer Vortwärtsorthogonaltransformation, um Signalkomponenten 330j, 330k, 330l zu erzeugen, die zu zugeordneten Signalkomponentencodierungsschaltungen 331i, 331j bzw. 331k gesendet werden.
Die Signalkomponenten 330j, 330k, 330l aus den Vortwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 331e, 331f, 331g werden auch zu einer Steuerungsschaltung 331h gesendet. Die Steuerungsschaltung 331h bestimmt die zugeteilte Anzahl 330m von Bits zur Codierung für die Hochbereichsignalkomponenten 330j für den (L+R)-Kanal, die zugeteilte Anzahl 330n von Bits zur Codierung für die Niedrigbereichsignalkomponenten 330k für den (L+R)-Kanal und die zugeteilte Anzahl 330o von Bits zur Codierung für die Niedrigbereichsignalkomponenten 330l für den (L-R)-Kanal.
Infolgedessen codieren die oben erwähnten Signalkomponentencodierungsschaltungen 331i, 331j und 331k die Hochbereichsseitesignalkomponenten 330j des (L+R)-Kanals, die Niedrigbereichsignalkomponenten 330k des (L+R)-Kanals und die Niedrigbereichsignalkomponenten 330l des (L-R)-Kanals auf Basis der durch die Steuerungsschaltung 331h bestimmten Anzahlen 330m, 330n und 330o von zugeteilten Bits.
Die von den Bandteilungsfiltern 331a, 331b geteilten Hochbereichsseitesignale 330c und 330e des L- und R-Kanals werden auch zur Gewichtungsschaltung 331m gesendet, die dann Gewichtungskoeffizienten (Gewichtungsparameter) 330s für den L- und R-Kanal durch ein Verfahren setzt, das nachfolgend erläutert wird.
Unter Benutzung der Codes 330b, 330q und 330r aus den Signalkomponentencodierungsschaltungen 331i, 331j und 331k und den Gewichtungskoeffizienten 330s aus der Gewichtungsentscheidungsschaltung 331m erzeugt die Codekettenerzeugungsschaltung 331l eine Codekette 331t und gibt sie aus.
Das Codierungsverfahren für den (L+R)-Kanal kann von dem für den (L-R)-Kanal differieren. Beispielsweise kann das Codierungsverfahren für den (L+R)-Kanal eine feste Codelänge benutzen, um eine Codierung und Decodierung mit einem kleineren Verarbeitungsvolumen möglich zu machen, oder das Codierungsverfahren für den (L-R)-Kanal kann eine Variabellängencodierung benutzen, um das Verarbeitungsvolumen für die Codierung und Decodierung auf Kosten einer Erhöhung des Verarbeitungsvolumens zur Codierung und Decodierung zu reduzieren. Dies ermöglicht, eine Codekette so zu konstruieren, dass eine Wiedergabe durch einen vereinfachten Hardwareaufbau möglich ist, wenn eine monoaurale Wiedergabe ausreicht, und so, dass eine Stereowiedergabe auch möglich ist. Als ein Codierungsverfahren mit einer höheren Codierungseffizienz kann nicht nur die Variabellängencodierung, sondern auch ein Codierungsverfahren zur separaten Codierung tonaler Komponenten, die ein konzentrierte Signalenergie aufweisen, benutzt werden. Es ist auch möglich, eine orthogonale Transformation zu benutzen, die für den (L+R)- und (L-R)-Kanal unterschiedliche Transformationsblocklängen aufweist.
33 zeigt ein Verarbeitungsbeispiel eines Verfahrens, bei dem die Gewichtungsentscheidungsschaltung 331m die Gewichtungskoeffizienten 330s (Parameter R1 in 33) bestimmt.
Bei 33 wird beim Schritt S301 eine Signalenergie Eh1 der L-Kanal-Hochbereichsignale 330c gefunden und wird beim Schritt S302 die Signalenergie Eh2 der R-Kanal-Hochbereichsignale 330e gefunden.
Dann wird beim Schritt S303 die Summe Sh der Hochbereichseitesignalenergie Eh1 für den L-Kanal und die Hochbereichseitesignalenergie Eh2 für den R-Kanal gefunden. Beim Schritt S304 wird eine Quadratwurzel R1 des Quotienten aus der Signalenergie Eh1 oder Eh2 durch die Summe Sh gefunden. Dieser Wert von R1 wird als der oben erwähnte Gewichtungsparameter zur Codekettenerzeugungsschaltung 331l gesendet, wo er als Teil der Codekette codiert wird.
34 zeigt ein Beispiel einer durch die Codekettenerzeugungsschaltung 331l von 32 erzeugten Codekette.
Nach 34 ist die Codekette aus einem Header, der aus Synchronisationssignalen, einer Anzahl von Niedrigbereichcodierungseinheiten und den oben erwähnten Gewichtungsparametern R1 zusammengesetzt ist, niedrigbereichseitecodierten Daten des ersten Kanals ((L+R)-Kanal) (Quantisierungsfeinheitsinformation, Normierungskoeffizienteninformation und Spektralkoeffizientendaten), niedrigbereichseitecodierten Daten des zweiten Kanals ((L-R)-Kanal) (Quantisierungsfeinheitsinformation, Normierungskoeffizienteninformation und Spektralkoeffizientendaten) und hochbereichseitecodierten Daten des (L+R)-Kanals (Quantisierungsfeinheitsinformation, Normierungskoeffizienteninformation und Spektralkoeffizientendaten) gebildet.
35 zeigt einen illustrativen Aufbau einer zum Decodieren einer durch die Codierungseinrichtung von 32 erzeugten Codekette adaptierten Decodierungseinrichtung.
Nach 35 werden die codierten Daten 340a der Codekette von 34 durch eine Codekettenseparierungsschaltung 341a in codierte Daten des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals, codierte Daten des Niedrigbereichseite-(L+R)-Kanals und codierte Daten des Niedrigbereichseite-(L-R)-Kanals separiert. Die codierten Daten 340b des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals werden durch die Signalkomponentencodierungsschaltung 341b decodiert, während die codierten Daten 340c des Niedrigbereichseite-(L+R)-Kanals durch die Signalkomponentendecodierungsschaltung 341c decodiert werden und die codierten Daten 340d des Niedrigbereichseite-(L-R)-Kanals durch die Signalkomponentendecodierungsschaltung 341d decodiert werden.
Die durch die Signalkomponentendecodierungsschaltungen 341b, 341c bzw. 341d decodierten Signalkomponenten 340e, 340f bzw. 340g des Hochbereichseite-(L+R)-Kanals, Niedrigbereichseite-(L+R)-Kanals und des Niedrigbereichseite(L-R)-Kanals werden zu zugeordneten Inversorthogonaltransformationsschaltungen 341e, 341f bzw. 341g zur inversen orthogonalen Transformation gesendet.
Das Niedrigbereichsignal 340i des (L+R)-Kanals aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 341f und das Niedrigbereichsignal 340j des (L-R)-Kanals aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 341g werden zu einer Kanalumsetzungsschaltung 341i zu einer Umsetzung in ein L-Kanal-Niedrigbereichsignal 340m und R-Kanal-Niedrigbereichsignal 340n gesendet. Diese L-Kanal-Niedrigbereichsignale 340m und die R-Kanal-Niedrigbereichsignale 340n werden zu zugeordneten Bandsynthesefiltern 341l bzw. 341m gesendet.
Das Hochbereichsignal 340h des (L+R)-Kanals aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 341e wird zu den Gewichtungsschaltungen 341j, 341k gesendet.
Der Gewichtungsschaltung 341j werden die durch die Codekettenseparierungsschaltung 341a von der Codekette separierten Gewichtungskoeffizienten 240k (Gewichtungsparameter R1) zugeführt. Der Gewichtungsschaltung 341k werden die durch die Gewichtungskoeffizientenberechnungsschaltung 341h aus den Gewichtungskoeffizienten 340k berechneten Gewichtungskoeffizienten 340l (Gewichtungsparameter R2) zugeführt. Die Gewichtungskoeffizienten 340k (Gewichtungsparameter R1) und der Gewichtungskoeffizient 340l (Gewichtungsparameter R2) sind in einer zu der Relation zwischen den Gewichtungsparameter R1 und R2 von 31 ähnlichen Weise miteinander korreliert und stellen Gewichtungskoeffizienten (Gewichtungsparameter) für den Hochbereichseite-L- und -R-Kanal dar. Das heißt in der Decodierungsschaltung von 35 wird eine Gewichtung zum Korrigieren der Abtastwerte der jeweiligen Signale so gemacht, dass die Abtastwerte im richtigen Verhältnis zu den Gewichtungskoeffizienten (Gewichtungsparameter R1 und R2) sind, die dem L- bzw. R-Kanal zugeordnet sind.
Das mit den durch die Gewichtungsschaltung 341j gewichteten (L+R)-Hochbereichsignalen 340h korrespondierende (L+R)-Kanal-Hochbereichsignal 340o wird zu der Bandsyntheseschaltung 341l gesendet, der von der Kanalumsetzungsschaltung 341i die L-Kanal-Niedrigbereichsignale 340m zugeführt werden. Das mit den durch die Gewichtungsschaltung 341k gewichteten (L+R)-Hochbereichsignalen 340h korrespondierende (L+R)-Kanal-Hochbereichsignal 340p wird zur Bandsyntheseschaltung 341m gesendet, der die R-Kanal-Niedrigbereichsignale 340n von der Kanalumsetzungsschaltung 341i zugeführt werden.
Das Bandsynthesefilter 341l synthetisiert die für den L-Kanal gewichteten (L+R)-Hochbereichsignale 340o und die L-Kanal-Niedrigbereichsignale 340m mittels einer Synthetisierung des niedrigen und hohen Bereichs, um ein durch die Synthese erhaltenes L-Kanal-Zeitbereichsignal 340q des ganzen Bereichs auszugeben. Das Bandpasssynthesefilter 341m synthetisiert die für den R-Kanal gewichteten (L+R)-Hochbereichsignale 340p und die R-Kanal-Niedrigbereichsignale 340n mittels einer Synthetisierung des niedrigen und hohen Bereichs, um ein durch die Synthese erhaltenes R-Kanal-Zeitbereichsignal 340r des ganzen Bereichs auszugeben.
36 zeigt ein Verarbeitungsbeispiel zur Berechnung der Gewichtungskoeffizienten 340l (Gewichtungsparameter R2) durch die Gewichtungskoeffizientenberechnungsschaltung 341h von 35.
Bei 36 wird beim Schritt S401 ein quadrierter Wert von R1 von 1 subtrahiert und eine Quadratwurzel der resultierenden Differenz als R2 gefunden. Indessen ist R1 der mit dem Gewichtungskoeffizienten 340k korrespondierende Gewichtungsparameter. Der Wert von R2 wird zum oben erwähnten Bandsynthesefilter 341m als der oben erwähnte Gewichtungskoeffizient 340p gesendet.
Bei dem anhand der 32 und 35 erläuterten illustrativen Verfahren kann die Hochbereichseitesignalverteilung durch Anwendung der Hochbereichsseiteenergieproportion selbst bestimmt werden, indem die wie oben beschrieben erhaltenen Gewichtungsparameter R1 und R2 angewendet und eine kleineren Anzahl von Bits wird, was eine Wiedergabe des echten Stereotongefühls durch die originalen Akustiksignale ermöglicht.
Es ist die Tatsache bemerkenswert, dass mit der Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltung der Codierungseinrichtung und der inversen orthogonalen Transformation der Decodierungsschaltung der L- und R-Kanal für die Hochbereichseiten gemeinsam benutzt werden können, wodurch im Vergleich zum oben beschriebenen Verfahren eine Ersparung beim Verarbeitungsvolumen und beim Pufferspeicherraum realisiert wird.
Die obige Beschreibung ist für den Fall einer Benutzung eines Teilungsfilters zur Teilung des Frequenzspektrums in einen Hoch- und Niedrigfrequenzbereich gemacht worden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei einem Fall angewendet werden, bei dem die Anzahl von Teilungen des Frequenzspektrums größer als zwei ist.
Die 37 und 38 zeigen einen illustrativen Aufbau einer Codierungseinrichtung (37 und einer Decodierungseinrichtung (38), wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf den Fall angewendet wird, bei dem die Anzahl einer Teilung des Frequenzspektrums gleich 4 ist. Wie anhand von 8 erläutert wird die mit einer Normierung verarbeitete Codierungseinheit durch das Bandteilungsfilter unabhängig von der Bandteilungsbreite eingestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass im Unterschied zum oben beschriebenen Verfahren einer Variierung der Pegel des L- und R-Kanals von einer Codierungseinheit zu einer anderen die Vorwärtsorthogonaltransformation für die Hochbereichseite und die inverse orthogonale Transformation für die Hochbereichseite als für die zwei Kanäle gemeinsam verarbeitet sein kann, wodurch wiederum im Verarbeitungsvolumen und im Pufferspeicherraum eine Ersparnis realisiert wird.
Bei der in 37 gezeigten Codierungseinrichtung wird zu den Bandteilungsfiltern 351a und 351b das jeweilige L-Kanal-Signal 350a bzw. R-Kanal-Signal 350b gesendet. Das Bandteilungsfilter 351a teilt das L-Kanal-Signal 350a in vier Bandsignale 350c1, 350c2, 350c3 und 350d. Das Bandteilungsfilter 351b teilt ähnlich das R-Kanal-Signal 350b in vier Bandsignale 350e1, 350e2, 350e3 und 350f.
Das durch das Bandteilungsfilter 351a geteilte L-Kanal-Niedrigstsignal 350d und das vom Bandteilungsfilter 351b geteilte R-Kanal-Niedrigstsignal 350f werden beide zur Kanalumsetzungsschaltung 351c gesendet.
Die Kanalumsetzungsschaltung 351c setzt das L-Kanal-Niedrigstsignal 350d und das R-Kanal-Niedrigstsignal 350f in das (L+R)-Kanal-Niedrigstsignal 350a und das (L-R)-Kanal-Niedrigstignal 350i um.
Das (L+R)-Kanal-Niedrigstsignal 350h und das (L-R)-Kanal-Niedrigstsignal 350i werden zu Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 351d bzw. 351e gesendet. Die Signalkomponenten 350j, 350k aus diesen jeweiligen Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 351d bzw. 351e werden zu jeweils zugeordneten Signalkomponentencodierungsschaltungen 351k bzw. 351l gesendet.
Die durch die Bandteilungsfilter 351a und 351b geteilten drei verbleibenden Hochbereichseitesignale 350c1, 350c2, 350c3 und 350e1, 350e2, 350e3 des L- und R-Kanals werden zu Kanalsyntheseschaltungen 351f1, 351f2 und 351f3 gesendet, die in Zuordnung zu den jeweiligen Bändern vorhanden sind. Die Kanalsyntheseschaltung 351f1 synthetisiert die Oberstbereichseitesignale 350c1, 350e1 des L- und R-Kanals, um das (L+R)-Kanal-Oberstsignal 350g1 zu erzeugen. Die Kanalsyntheseschaltung 351f2 synthetisiert die Zweitoberstbereichseitesignale 350c2, 350e2 des L- und R-Kanals, um das (L+R)-Kanal-Zweitoberstsignal 350g2 zu erzeugen. Die Kanalsyntheseschaltung 351f synthetisiert die Drittoberstbereichseitesignale 350c3, 350e3 des L- und R-Kanals, um das (L+R)-Kanal-Drittoberstsignal 350g3 zu erzeugen.
Die Hochbereichsignale 350g1, 350g2 und 350g3 aus den Kanalsyntheseschaltungen 351f1, 350f2 und 350f3 werden zu Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 351g1, 351g2 und 351g3 zu einer Vorwärtsorthogonaltransformation gesendet. Die bei der Vorwärtsorthogonaltransformation durch die Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 351g1, 351g2 bzw. 351g3 erhaltenen jeweiligen Signalkomponenten 350m1, 350m2 und 350m3 werden zur Signalkomponentencodierungsschaltung 351j gesendet.
Die Signalkomponenten 350j, 350k, 350m1, 350m2 und 350m3 aus den Vorwärtsorthogonaltransformationsschaltungen 351d, 351e, 351g1, 351g2 und 351g3 werden zu einer Steuerungsschaltung 351i gesendet. Die Steuerungsschaltung 351i bestimmt die zugeteilten Anzahlen 350n von Bits zur Codierung für die Hochbereichseitesignalkomponenten 350m1, 350m2 und 350m3 des (L+R)-Kanals, die zugeteilten Anzahlen 350o von Bits für die (L+R)-Kanal-Niedrigstsignalkomponenten 350j und die zugeteilten Anzahlen 350p von Bits zur Codierung für die (L-R)-Kanal-Niedrigstsignalkomponenten 350k.
Infolgedessen codieren die Signalkomponentencodierungsschaltungen 351j, 351k und 3511 die Hochbereichseitesignalkomponenten 350m1, 350m2 und 350m3 des (L+R)-Kanals, Niedrigstsignalkomponenten 350j des (L+R)-Kanals und die Niedrigstsignalkomponenten 350k des (L-R)-Kanals auf der Basis der Anzahlen 350n, 350o und 350p von zugeteilten Bits, wie sie durch die Steuerungsschaltung 351i bestimmt werden.
Die vier Hochbereichseite-Dreiband-Signale 350c1, 350c2, 350c3, 350e1, 350e2 und 350e3, die bei der Teilung durch die Bandteilungsfilter 351a, 351b in vier erhalten werden, werden auch zu einer Gewichtungsentscheidungsschaltung 351h gesendet, die dann die Gewichtungskoeffizienten (Gewichtungsparameter) 350l für den L- und R-Kanal durch das wie oben beschriebene Verfahren bestimmt.
Die Codekettenerzeugungsschaltung 351l erzeugt unter Benutzung von Codes 350q, 350r und 350s aus den Signalkomponentencodierungsschaltungen 351j, 351k und 351l und den Gewichtungskoeffizienten 350l aus der Gewichtungsentscheidungsschaltung 351h eine Codekette 350t und gibt sie aus.
Die in 38 gezeigte Decodierungseinrichtung teilt die codierten Daten 360a der durch die Codierungseinrichtung von 37 erzeugten Codekette in codierte Daten von drei Obereseitebändern des (L+R)-Kanals, (L+R)-Kanals der Niedrigstbereichsseite und des (L-R)-Kanals der Niedrigstbereichsseite durch die Codekettenteilungsschaltung 361a. Die codierten Daten von drei Obereseitebändern des (L+R)-Kanals 360h1, 360h2 und 360h3 werden durch zugeordnete Signalkomponentendecodierungsschaltungen 361g1, 361g2 und 361g3 decodiert. Die codierten Daten 360b des (L+R)-Kanals der Niedrigstbereichsseite werden durch die Signalkomponentendecodierungsschaltung 361b decodiert, während die codierten Daten 360c des (L-R)-Kanals der Niedrigstbereichsseite durch die Signalkomponentendecodierungsschaltung 361c decodiert werden.
Die Signalkomponenten 360i1, 360i2, 360i3, 360d und 360e des Hochbereichsseite-Dreiband-(L+R)-Kanals, des Niedrigstseite-(L+R)-Kanals und des Niedrigstseite-(L-R)-Kanals werden zu zugeordneten Inversorthogonaltransformationsschaltungen 361h1, 361h2, 361h3, 361d und 361e zu einer inversen orthogonalen Transformation gesendet.
Das Niedrigstbereich-(L+R)-Kanal-Signal 360f aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 361d und das Niedrigstbereichs-(L-R)-Kanal-Signal 360g aus der Inversorthogonaltransformationsschaltung 361e werden zur Kanalumsetzungsschaltung 361f zur Umsetzung in das Niedrigst-L-Kanal-Signal 360m und Niedrigst-R-Kanal-Signal 360n gesendet. Das Niedrigst-L-Kanal-Signal 360m und das Niedrigst-R-Kanal-Signal 360n werden zu zugeordneten jeweiligen Gewichtsschaltungen 361l bzw. 361m gesendet.
Andererseits werden die Hochbereichseite-Dreiband-(L+R)-Kanal-Signale 360j1, 360j2 und 360j3 aus den Inversorthogonaltransformationsschaltungen 361h1, 361h2 und 361h3 zu zugeordneten Gewichtungsschaltungen 361j1, 361j2, 361j3, 361k1, 361k2 und 361k3 gesendet.
Den Gewichtungsschaltungen 361j1, 361j2, 361j3 werden von der Codekette 360k durch die Codekettenteilungsschaltung 361a separierte Gewichtungskoeffizienten zugeführt. Den Gewichtungsschaltungen 361k1, 361k2 und 361k3 werden von den Gewichtungskoeffizienten 360k durch die Gewichtungskoeffizientenberechnungsschaltung 361i berechnete Gewichtungskoeffizienten 360l zugeführt. Die Relation zwischen den Gewichtungskoeffizienten 360k und den Gewichtungskoeffizienten 360l ist ähnlich zu der zwischen den in 35 gezeigten Gewichtungskoeffizienten 340k, 340l.
Die bei der Gewichtung der Hochbereichseite-Dreiband-(L+R)-Kanal-Signale 360j1, 360j2 und 360j3 durch die zugeordneten Gewichtungsschaltungen 361j1, 361j2 und 361j3 erhaltenen Hochbereichsseite-Dreiband-(L+R)-Kanal-Signale 360o1, 360o2 und 360o3 werden zur Bandsyntheseschaltung 361l gesendet, der von der Kanalumsetzungsschaltung 361f das Niedrigstsignal des L-Kanals 360m zugeführt wird. Andererseits werden die von den Gewichtungsschaltungen 361k1, 361k2 und 361k3 gewichteten Hochbereichsseite-Dreiband-(L+R)-Kanal-Signale 360p1, 360p2 und 360p3 zur Bandsyntheseschaltung 361m gesendet, der das Niedrigstsignal des R-Kanals 360n aus der Kanalumsetzungsschaltung 361f zugeführt wird.
Das Bandsynthesefilter 361l synthetisiert das für den L-Kanal gewichtete Hochbereichseite-Dreiband-(L+R)-Kanal-Signal 360o1, 360o2 und 360o3 und das Niedrigst-L-Kanal-Signal 350m mittels einer Synthetisierung der Niedrigbereich- und Hochbereichsignale, um ein L-Kanal-Zeitbereichssignal 360k für den ganzen Bereich auszugeben, das aus der Synthese resultiert. Andererseits synthetisiert das Bandsynthesefilter 361m das Hochbereichsseite-Dreiband-(L+R)-Kanal-Signal 360p1, 360p2 und 360p3, das für den R-Kanal gewichtet wird, und das Niedrigst-R-Kanal-Signal 360n mittels einer Synthetisierung der Niedrigstbereich- und Hochbereichsignale, um ein aus der Synthese resultierendes R-Kanal-Zeitbereichssignal 360r auszugeben.
Wenn die vorhergehende Beschreibung bezüglich der Benutzung von zwei Kanälen aus L und R gemacht ist, so kann die vorliegende Erfindung auf akustische Signale von drei oder mehr Kanälen angewendet werden. Die von der obigen Codierungseinrichtung erzeugte Codekette, das heißt der codierte Bitstrom, kann auf einem Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise einer optischen Platte, einer Magnetplatte, einem Magnetband oder einem Halbleiterspeicher aufgezeichnet sein oder durch eine Übertragungsleitung wie beispielsweise eine optische Faser, elektrische Wellen oder Infrarotstrahlen übertragen werden.
Wenn die vorhergehende Beschreibung bezüglich der Benutzung einer orthogonalen Transformation gemacht ist, so kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf den Fall einer Benutzung nur eines Bandteilungsfilters angewendet werden.

Claims

Verfahren zur Decodierung einer Codekette, aufweisend die Schritte: Separieren (321a) einer Codekette, die Niedrigbereichcodes, welche bei einer Codierung jedes von mehreren Niedrigerfrequenzsignalen erhalten werden, Hochbereichcodes, welche bei einer Codierung wenigstens eines gemeinsamen Höherfrequenzsignals erhalten werden, und Codierungsinformation aufweist, wobei die mehreren Niedrigerfrequenzsignale und das wenigstens eine gemeinsame Höherfrequenzsignal von mehreren Audiosignalen durch Aufspaltung eines von den mehreren Audiosignalen abgeleiteten Signals erzeugt werden, Decodieren (321c, 321d) der separierten Niedrigbereichcodes, Decodieren (321b) der separierten Hochbereichcodes und Erzeugen von mehreren Ausgangsaudiosignalen durch Synthetisieren der decodierten Niedrigerfrequenzsignale und der decodierten gemeinsamen Höherfrequenzsignale, dadurch gekennzeichnet, dass Gewichtungsinformation (r1, r2) für die bezüglich jedes der Eingangsaudiosignale gemeinsamen Höherfrequenzsignale von den jeweiligen decodierten mehreren Niedrigerfrequenzsignalen bestimmt wird, Abtastwerte der Höherfrequenzsignale für jedes der Eingangsaudiosignale auf Basis der Gewichtungsinformation (r1, r2) korrigiert werden und beim Erzeugungsschritt (321e, ...231l) die korrigierten gemeinsamen Höherfrequenzsignale und die jeweiligen mehreren Niedrigerfrequenzsignale synthetisiert werden (321k, 321l).
Decodierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Hochbereichsdecodierungsschritt (321b) die Hochbereichcodes durch Entnormierung auf Basis von Normierungskoeffizienteninformation, die in der Codierungsinformation enthalten ist, decodiert.
Decodierungsverfahren nach Anspruch 2, wobei mehrere Ausgangssignale auf Basis von Höherfrequenzsignalen, die bei einer Entnormierung durch gemeinsame Normierungskoeffizienteninformation für jedes der Höherfrequenzsignale decodiert werden, erzeugt werden.
Decodierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei beim Erzeugungsschritt (321e...321l) Rechtskanal- und Linkskanalsignale eines akustischen Signals auf Basis der decodierten Niedrigerfrequenzsignale und der decodierten Höherfrequenzseitesignale erzeugt werden.
Decodierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei beim Erzeugungsschritt (321e...321l) Rechtskanal- und Linkskanalssignale der akustischen Signale von einem Signal erzeugt werden, das auf Basis einer Summe aus den decodierten jeweiligen Niedrigerfrequenzsignalen, einem auf Basis einer Differenz der jeweiligen Frequenzsignale erzeugten Signal und den decodierten Höherfrequenzsignalen erzeugt wird.
Decodierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beim Erzeugungsschritt (321e...321l) Niedrigerfrequenzspektralkomponenten, die von den decodierten jeweiligen Niedrigerfrequenzsignalen abgeleitet werden, und Höherfrequenzspektralsignalkomponenten, die von den decodierten Höherfrequenzsignalen abgeleitet werden, invers orthogonal transformiert werden.
Decodierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mehreren Niedrigbereichcodes durch unterschiedliche Decodierungsverfahren decodiert werden.
Decodierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Anzahl der Höherfrequenzsignale kleiner als die Anzahl der mehreren Eingangsaudiosignale ist.
Gerät zur Decodierung einer Codekette, aufweisend: eine Separierungseinrichtung (321a) zur Separierung einer Codekette, die Niedrigbereichcodes, welche bei einer Codierung jedes von mehreren Niedrigerfrequenzsignalen erhalten werden, Hochbereichcodes, welche bei einer Codierung wenigstens eines gemeinsamen Höherfrequenzsignals erhalten werden, und Codierungsinformation aufweist, wobei die mehreren Niedrigerfrequenzsignale und das wenigstens eine gemeinsame Höherfrequenzsignal von mehreren Audiosignalen durch Aufspalten eines von den mehreren Audiosignalen abgeleiteten Signals erzeugt werden, eine Decodierungseinrichtung (321c, 321d) zur Decodierung der separierten Niedrigbereichcodes, eine Decodierungseinrichtung (321b) zur Decodierung der getrennten Hochbereichcodes, und eine Erzeugungseinrichtung (341e)...342l) zur Erzeugung mehreren Ausgangsaudiosignale durch Synthetisieren der decodierten Niedrigerfrequenzsignale und der decodierten gemeinsamen Höherfrequenzsignale, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (321h) zur Bestimmung einer Gewichtungsinformation (r1, r2) für die bezüglich jedes der Eingangsaudiosignale gemeinsamen Höherfrequenzsignale von den jeweiligen decodierten mehreren Niedrigerfrequenzsignalen, und eine Einrichtung (321e, 321j) zur Korrektur von Abtastwerten der Höherfrequenzsignale für jedes der Eingangsaudiosignale auf Basis der Gewichtungsinformation (r1, r2), wobei die Erzeugungseinrichtung (321e...321l) zum Synthetisieren (341l, 341m) der korrigierten gemeinsamen Höherfrequenzsignale und der jeweiligen mehreren Niedrigerfrequenzsignale ausgebildet ist.
Decodierungsgerät nach Anspruch 9, wobei die Hochbereichdecodierungseinrichtung (321b) zu einer Decodierung der Hochbereichcodes durch eine Entnormierung auf Basis von Normierungskoeffizienteninformation, die in der Codierungsinformation enthalten ist, ausgebildet ist.
Decodierungsgerät nach Anspruch 10, wobei die Erzeugungseinrichtung (341e..341l) zur Erzeugung mehrerer Ausgangssignale auf Basis von Höherfrequenzsignalen, die bei einer Entnormierung durch gemeinsame Normierungskoeffizienteninformation für jedes der Höherfrequenzsignale decodiert werden, ausgebildet ist.
Decodierungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Erzeugungseinrichtung (341e..341l) zur Erzeugung von Rechtkanal- und Linkskanalsignalen eines akustischen Signals auf Basis der decodierten Niedrigerfrequenzsignale und der decodierten Höherfrequenzsignale ausgebildet ist.
Decodierungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Erzeugungseinrichtung (341e..341l) zur Erzeugung von Rechtkanal- und Linkskanalsignalen des akustischen Signals von einem Signal, das auf Basis einer Summe aus den decodierten jeweiligen Niedrigerfrequenzsignalen, einem auf Basis einer Differenz der jeweiligen Niedrigerfrequenzsignale erzeugten Signal und den decodierten Höherfrequenzsignalen erzeugt wird, ausgebildet ist.
Decodierungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Erzeugungseinrichtung (341e..341l) zu einer inversen Orthogonaltransformation von Niedrigerfrequenzspektralkomponenten, die von den jeweiligen decodierten Niedrigerfrequenzsignalen abgeleitet werden, und Höherfrequenzspektralsignalkomponenten, die von den decodierten Höherfrequenzsignalen abgeleitet werden, ausgebildet ist.
Decodierungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Niedrigbereichdecodierungseinrichtung (341c, 341d) zu einer Decodierung der mehreren Niedrigbereichcodes durch unterschiedliche Decodierungsverfahren ausgebildet ist.
Decodierungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Anzahl der Höherfrequenzsignale kleiner als die Anzahl der mehreren Eingangsaudiosignale ist.