JP2839521B2 - オーデイオ信号の伝送方法 - Google Patents
オーデイオ信号の伝送方法Info
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Devices For Supply Of Signal Current (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載のデジ
タルオーディオ信号の伝送方法に関する。
タルオーディオ信号の伝送方法に関する。
例えば無線伝送、ケーブル伝送、衛星伝送および記録
装置においてオーディオ信号を伝送する際に、アナログ
オーディオ信号を所定の分解能を有するデジタルオーデ
ィオ信号に変換し、この形において伝送しかつ再生の際
に再びアナログ信号に変換することが公知である。デジ
タル伝送によって、再生の際殊に比較的大きなS/N比が
得られる。
装置においてオーディオ信号を伝送する際に、アナログ
オーディオ信号を所定の分解能を有するデジタルオーデ
ィオ信号に変換し、この形において伝送しかつ再生の際
に再びアナログ信号に変換することが公知である。デジ
タル伝送によって、再生の際殊に比較的大きなS/N比が
得られる。
この種の信号の伝送に対して必要とされる帯振幅は実
質的に、単位時間当たりに伝送すべき標本値の数並びに
分解能によって決まってくる。
質的に、単位時間当たりに伝送すべき標本値の数並びに
分解能によって決まってくる。
実際には、狭帯域のチャネルによって間に合わせるか
または既存のチャネルを介して出来るだけ数多くのオー
ディオ信号を同時に伝送できるようにするために、伝送
のために必要な帯域幅を出来るだけ狭く抑える必要があ
る。必要な帯域幅それ自体は、標本値の低減または標本
値当たりのビットの数の低減によって狭くすることがで
きる。
または既存のチャネルを介して出来るだけ数多くのオー
ディオ信号を同時に伝送できるようにするために、伝送
のために必要な帯域幅を出来るだけ狭く抑える必要があ
る。必要な帯域幅それ自体は、標本値の低減または標本
値当たりのビットの数の低減によって狭くすることがで
きる。
しかしこの手段は通例、結果的に再生品質を劣化させ
ることになる。西独国特許出願公開第3506912号公報か
ら公知の方法において、再生品質を改善するためにデジ
タルオーディオ信号は時間的に連続する区間において短
時間スペクトルに変換される。すなわち短時間スペクト
ルはそれぞれ、例えば20msの時間区間に対してその都
度、信号のスペクトル成分を表している。短時間スペク
トルにおいて、サイコ−アコースティック法則（psyoch
o−akustischer Gesetz）に基づいて一般に、聴取者に
は知覚されない、すなわち通信技術的には重要でない成
分が、時間領域においてより一層良好に検出される。こ
れら成分は伝送の際には僅かにしか重み付けされないか
または完全に除去される。この手段によって伝送の際、
このようにしない場合には必要なデータの大部分を省略
することができるので、平均ビットレートを著しく低減
することができる。それ故に時間区間において存在する
スペクトル成分、すなわち振幅値および位相を符号化す
るために、行おうとするデータの低減によって前以て決
まってくる制限された数のビットのみを使用することが
できる。
ることになる。西独国特許出願公開第3506912号公報か
ら公知の方法において、再生品質を改善するためにデジ
タルオーディオ信号は時間的に連続する区間において短
時間スペクトルに変換される。すなわち短時間スペクト
ルはそれぞれ、例えば20msの時間区間に対してその都
度、信号のスペクトル成分を表している。短時間スペク
トルにおいて、サイコ−アコースティック法則（psyoch
o−akustischer Gesetz）に基づいて一般に、聴取者に
は知覚されない、すなわち通信技術的には重要でない成
分が、時間領域においてより一層良好に検出される。こ
れら成分は伝送の際には僅かにしか重み付けされないか
または完全に除去される。この手段によって伝送の際、
このようにしない場合には必要なデータの大部分を省略
することができるので、平均ビットレートを著しく低減
することができる。それ故に時間区間において存在する
スペクトル成分、すなわち振幅値および位相を符号化す
るために、行おうとするデータの低減によって前以て決
まってくる制限された数のビットのみを使用することが
できる。
その際オーディオ信号のブロックのスペクトル線を特
徴付ける振幅値であれ、位相であれ、変換された値の伝
送に対して、それぞれのブロックに対して最大限使用す
ることができる存在する数のビットから、若干がこれら
スペクトル線に割当てられる。その際、これら値を出来
るだけ精確に量子化することが重要である。巡回方法に
よるビットの割当ては、実時間処理を殆ど不可能にする
膨大な計算コストを必要とする。
徴付ける振幅値であれ、位相であれ、変換された値の伝
送に対して、それぞれのブロックに対して最大限使用す
ることができる存在する数のビットから、若干がこれら
スペクトル線に割当てられる。その際、これら値を出来
るだけ精確に量子化することが重要である。巡回方法に
よるビットの割当ては、実時間処理を殆ど不可能にする
膨大な計算コストを必要とする。
本発明の課題は、冒頭に述べた方法において、符号化
のために使用することができるビットを伝送すべきスペ
クトル成分に次のように割当てる、すなわちスペクトル
成分の重みに相応する量子化を、使用することができる
できるだけ多くのビットを使用して短い時間内で実現可
能であるようにするのである。
のために使用することができるビットを伝送すべきスペ
クトル成分に次のように割当てる、すなわちスペクトル
成分の重みに相応する量子化を、使用することができる
できるだけ多くのビットを使用して短い時間内で実現可
能であるようにするのである。
この課題は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の構
成によって解決される。
成によって解決される。
ビット割当ての際まず、次のように行われる。すなわ
ち、短時間スペクトルの周波数群における最大絶対振幅
値、複数の極大振幅値、複数の極大振幅値のアドレスお
よび周波数群のダイナミック性に前以て決められた数の
ビットが割当てられる。群のダイナミック特性から量子
化特性（量子化符号）が求められかつ残りの振幅値にこ
の量子化特性に相応してビットが割当てられる。位相も
同数のビットによって量子化することができる。
ち、短時間スペクトルの周波数群における最大絶対振幅
値、複数の極大振幅値、複数の極大振幅値のアドレスお
よび周波数群のダイナミック性に前以て決められた数の
ビットが割当てられる。群のダイナミック特性から量子
化特性（量子化符号）が求められかつ残りの振幅値にこ
の量子化特性に相応してビットが割当てられる。位相も
同数のビットによって量子化することができる。
量子化特性に基づいたビットの割当ては粗量子化を表
している。それは、伝送すべき数多くの振幅値および位
相値を有する短時間スペクトルにおいても、符号化のた
めに使用することができるビットの数が最初の割当てに
対して十分であるように選定されている。
している。それは、伝送すべき数多くの振幅値および位
相値を有する短時間スペクトルにおいても、符号化のた
めに使用することができるビットの数が最初の割当てに
対して十分であるように選定されている。
このことから結果的に、伝送すべき僅かな数の振幅値
および位相値を有する短時間スペクトルにおいて多かれ
少なかれ多数の残りのビットが生じる。そこでこれら
は、最初量子化特性に基づいて粗くしか量子化されなか
った振幅値および位相値に割当てられる。次のステップ
のために、粗量子化された振幅値の絶対値が、すなわち
粗量子化により誤りを有しない正確な値が求められる。
および位相値を有する短時間スペクトルにおいて多かれ
少なかれ多数の残りのビットが生じる。そこでこれら
は、最初量子化特性に基づいて粗くしか量子化されなか
った振幅値および位相値に割当てられる。次のステップ
のために、粗量子化された振幅値の絶対値が、すなわち
粗量子化により誤りを有しない正確な値が求められる。
引続いて、残りのビットの、選択されたスペクトル成
分への分配を制御する制御値が確定される。それはしき
い値として振幅値スペクトル内に設定され、その際しき
い値の高さは粗量子化の際に分配されなかったビットの
数にしたがって決められる。
分への分配を制御する制御値が確定される。それはしき
い値として振幅値スペクトル内に設定され、その際しき
い値の高さは粗量子化の際に分配されなかったビットの
数にしたがって決められる。
制御値と粗量子化された振幅値との比較後、制御値よ
り上方にある、ビット割当てに対する値のみが選択され
る。粗量子化された振幅と制御値との間の差の形成によ
って、引続くビット割当てに対する基礎となる変形され
たスペクトルは形成される。この変形されたスペクトル
の振幅は加算される。分配されなかったビット数がこの
振幅値の和で割算されて、dB当たりのビットとして特性
量が得られる。ビットの割当てのためになお選択されて
いるスペクトルの振幅値とこの特性量との乗算によっ
て、スペクトルの選択された振幅値に割当てられなけれ
ばならないビット数が生じる。
り上方にある、ビット割当てに対する値のみが選択され
る。粗量子化された振幅と制御値との間の差の形成によ
って、引続くビット割当てに対する基礎となる変形され
たスペクトルは形成される。この変形されたスペクトル
の振幅は加算される。分配されなかったビット数がこの
振幅値の和で割算されて、dB当たりのビットとして特性
量が得られる。ビットの割当てのためになお選択されて
いるスペクトルの振幅値とこの特性量との乗算によっ
て、スペクトルの選択された振幅値に割当てられなけれ
ばならないビット数が生じる。
これら値は一般に、整数ではない。しかしビットは整
数しか分配することができないので、分配のためになお
使用することができるビットの残りが依然として残る。
これらビットは無視するか、または丸め（切上げおよび
切捨て）によっておよびスペクトルの振幅値の絶対値に
相応して分配することができる。
数しか分配することができないので、分配のためになお
使用することができるビットの残りが依然として残る。
これらビットは無視するか、または丸め（切上げおよび
切捨て）によっておよびスペクトルの振幅値の絶対値に
相応して分配することができる。
本発明の実施例および有利な構成は、請求の範囲、本
発明を詳しく説明する記述および図面から明らかであ
る。
発明を詳しく説明する記述および図面から明らかであ
る。
第１図が周波数領域に変換されたオーディオ信号のブ
ロックを振幅値表示において示す図であり、第２図が本
発明の手法の説明に供する、変形されたスペクトルの図
である。
ロックを振幅値表示において示す図であり、第２図が本
発明の手法の説明に供する、変形されたスペクトルの図
である。
第１図に図示の信号は、低減ろ波されたオーディオ信
号をAD変換器によってデジタル信号に変換し、時間ウィ
ンドウによってデジタルオーディオ信号の所定の部分を
長時間信号から切出しかつこのようにして得られたブロ
ックを時間領域から周波数領域に変換することによっ
て、得られたものである。ここに図示されているスペク
トル成分は、図では、変換されたブロック内に発生した
Ｉ個のスペクトル線が0dB線を基準にして示されてい
る。この場合振幅値Ｂが問題になっている。ここに示さ
れているスペクトル成分は群のダイナミック特性に基づ
いて決定された量子化特性に基づいてビット割当が設定
される粗量子化が行なわれたものがある。
号をAD変換器によってデジタル信号に変換し、時間ウィ
ンドウによってデジタルオーディオ信号の所定の部分を
長時間信号から切出しかつこのようにして得られたブロ
ックを時間領域から周波数領域に変換することによっ
て、得られたものである。ここに図示されているスペク
トル成分は、図では、変換されたブロック内に発生した
Ｉ個のスペクトル線が0dB線を基準にして示されてい
る。この場合振幅値Ｂが問題になっている。ここに示さ
れているスペクトル成分は群のダイナミック特性に基づ
いて決定された量子化特性に基づいてビット割当が設定
される粗量子化が行なわれたものがある。
分配されないビットの数から生じる制御値（制御レベ
ル）Stは水平方向線として示されている。それは次の経
験式によって決められる： St＝k1＋ｆ＊（残りビットの数−k2） その際ここでは次のパラメータを使用した： k1＝30dB ｆ＝0,06dB k2＝447 続く微細量子化に対するビットの割当てに対する量を
求めるために、制御値Stは振幅値Ｂと比較される。第１
図からわかるように、スペクトル線は一部は制御値Stの
上方で終わり、一部は制御値Stの下方で終わっている。
制御値Stの上方にある振幅値Ｂのみが考慮され、その振
幅値と制御値Stとの間の差の形成によって、第２図に図
示されている変形されたスペクトルが生じる。この変形
されたスペクトルの振幅値Ｂは加算される。振幅値Ｂの
加算は次の式に従って行われる： Ｓ＝Ｂ（Ｉ）の和、ただしＩ＝１からＮ 粗量子化の際に分配されなかったビットを求められた
振幅値の和Ｓで割算することによって、dB当たりのビッ
トとして特性量Ｘが生じる。更にビットの割当てのため
に選択されている、スペクトルの振幅値Ｂのこの特性量
Ｘとの乗算によって、つまり次の式に従って、スペクト
ルの選択された振幅値に分配されるビットの数が得られ
る： スペクトル当たりのビット（Ｉ）＝Ｘ＊Ｂ（Ｉ） ただし１≦Ｉ≦Ｎ。
ル）Stは水平方向線として示されている。それは次の経
験式によって決められる： St＝k1＋ｆ＊（残りビットの数−k2） その際ここでは次のパラメータを使用した： k1＝30dB ｆ＝0,06dB k2＝447 続く微細量子化に対するビットの割当てに対する量を
求めるために、制御値Stは振幅値Ｂと比較される。第１
図からわかるように、スペクトル線は一部は制御値Stの
上方で終わり、一部は制御値Stの下方で終わっている。
制御値Stの上方にある振幅値Ｂのみが考慮され、その振
幅値と制御値Stとの間の差の形成によって、第２図に図
示されている変形されたスペクトルが生じる。この変形
されたスペクトルの振幅値Ｂは加算される。振幅値Ｂの
加算は次の式に従って行われる： Ｓ＝Ｂ（Ｉ）の和、ただしＩ＝１からＮ 粗量子化の際に分配されなかったビットを求められた
振幅値の和Ｓで割算することによって、dB当たりのビッ
トとして特性量Ｘが生じる。更にビットの割当てのため
に選択されている、スペクトルの振幅値Ｂのこの特性量
Ｘとの乗算によって、つまり次の式に従って、スペクト
ルの選択された振幅値に分配されるビットの数が得られ
る： スペクトル当たりのビット（Ｉ）＝Ｘ＊Ｂ（Ｉ） ただし１≦Ｉ≦Ｎ。
これら値は、一般に整数ではない。しかしビットは整
数でしか分配することができないので、分配のためにな
お使用することができる余りが残る。これらビットは丸
めおよび余りの桁上げによってスペクトルの振幅値の絶
対値に相応して分配される。
数でしか分配することができないので、分配のためにな
お使用することができる余りが残る。これらビットは丸
めおよび余りの桁上げによってスペクトルの振幅値の絶
対値に相応して分配される。
その際次のようにして行われる：最初に分配すべきビ
ット数はまず丸め（切捨て）られかつ整数でないビット
数と整数であるビット数との間に依然として残る量が一
時記憶される。引続いてこの一時記憶された残っている
量が次に分配すべきビット数に加算される。このように
して得られた和が再び丸め（切捨て）られかつその残り
の量が新たに一時記憶される。この残りの量は次に分配
すべきビット数に加算される。このようなサイクルは、
最後に分配すべきビット数が分配されるまで、その都度
量子化すべき振幅値において繰返される。残りの量を複
数回加算した後、高い確率でもって値“1"に達するの
で、複数のサイクル後繰返し別の１つのビットを分配す
ることができるので、最終的に１ビットだけが残るかま
たはもはやビットは残らない。
ット数はまず丸め（切捨て）られかつ整数でないビット
数と整数であるビット数との間に依然として残る量が一
時記憶される。引続いてこの一時記憶された残っている
量が次に分配すべきビット数に加算される。このように
して得られた和が再び丸め（切捨て）られかつその残り
の量が新たに一時記憶される。この残りの量は次に分配
すべきビット数に加算される。このようなサイクルは、
最後に分配すべきビット数が分配されるまで、その都度
量子化すべき振幅値において繰返される。残りの量を複
数回加算した後、高い確率でもって値“1"に達するの
で、複数のサイクル後繰返し別の１つのビットを分配す
ることができるので、最終的に１ビットだけが残るかま
たはもはやビットは残らない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−200633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246043（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 14/00 - 14/06 G10L 7/02 H04B 1/66
Claims (5)
- 【請求項１】デジタルオーディオ信号の伝送方法であっ
て、該デジタルオーディオ信号は伝送の前に、短時間ス
ペクトルに変換され、該スペクトルは振幅値によって表
わされており、該短時間スペクトルの符号化された伝送
のために、所望のデータレート低減によって決められて
いる数のビットを使用することができかつ該スペクトル
の成分は、サイコアコースティック法則に基づいて、符
号化の際の表示精度を定めることによって種々異なって
重み付けされ、かつ前記使用可能なビット数の一部が前
記振幅値を表わすために使用される形式の伝送方法にお
いて、次のステップ： 前記使用可能なビット数の一部の大部分を前記振幅値に
割当てることによって振幅値を粗量子化し、 前記使用可能なビット数の前記一部の残りの部分に応じ
て振幅値に関連付けられた制御レベルを定め、 前記粗表示された振幅値のオリジナル値の絶対値を前記
制御レベルと比較し、 前記制御レベルと前記粗表示された振幅値のうち、前記
制御レベルより大きいオリジナル値の絶対値との間の差
の和値を形成し、 前記使用可能な複数のビットの前記一部の残りの部分か
ら付加的なビットの和値に相応する数を計算しかつオリ
ジナル値が前記制御レベルより大きい振幅値の表示に充
当する ことを特徴とするデジタルオーディオ信号の伝送方法。 - 【請求項２】前記付加ビットの和値に相応する前記計算
された数を整数に変換しかつそれから供給することを特
徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】前記和値に相応する計算された数と前記整
数値との差に相応する、前記使用可能なビット数の一部
の残りのビットからのビットを更に前記振幅値の表示に
割り当てることを特徴とする請求の範囲第２項記載の方
法。 - 【請求項４】制御変数を次式に従って定め： St＝kl＋ｆ＊（残りのビット数−k2） ただし k1＝30dB ｆ＝0,06dB k2＝447 とすることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項ま
でのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】前記振幅値に関連する位相値も符号化しか
つ伝送することを特徴とする請求の範囲第１項から第４
項までのいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3733016 | 1987-09-30 | ||
| DE3733016.0 | 1987-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02501435A JPH02501435A (ja) | 1990-05-17 |
| JP2839521B2 true JP2839521B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=6337280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP0309974B1 (ja) |
| JP (1) | JP2839521B2 (ja) |
| KR (1) | KR890702346A (ja) |
| AT (1) | ATE73591T1 (ja) |
| DE (1) | DE3869034D1 (ja) |
| ES (1) | ES2030814T3 (ja) |
| GR (1) | GR3004915T3 (ja) |
| WO (1) | WO1989003140A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1991005412A1 (de) * | 1989-10-06 | 1991-04-18 | Telefunken Fernseh Und Rundfunk Gmbh | Verfahren zur übertragung eines signals |
| FR2653280B1 (fr) * | 1989-10-13 | 1992-01-10 | France Etat | Dispositif d'allocation de bits pour signal audio-numerique transforme, a quantification adaptative sur critere psycho-auditif. |
| WO1992015986A1 (en) * | 1991-03-05 | 1992-09-17 | Picturetel Corporation | Variable bit rate speech encoder |
| JP3186290B2 (ja) * | 1993-01-20 | 2001-07-11 | ソニー株式会社 | 符号化方法、符号化装置、復号化装置及び記録媒体 |
| JP4789317B2 (ja) * | 2000-10-13 | 2011-10-12 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
| EP1318611A1 (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-11 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Method for retrieving a sensitive criterion for quantized spectra detection |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE430739B (sv) * | 1982-04-27 | 1983-12-05 | Tore Torstensson Fjellbrant | Anordning for omvandling, overforing och ateromvandling av en samplad signal |
| DE3506912A1 (de) * | 1985-02-27 | 1986-08-28 | Telefunken Fernseh Und Rundfunk Gmbh, 3000 Hannover | Verfahren zur uebertragung eines audiosignals |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP63507851A patent/JP2839521B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-27 AT AT88115850T patent/ATE73591T1/de active
- 1988-09-27 KR KR1019890700875A patent/KR890702346A/ko not_active Application Discontinuation
- 1988-09-27 DE DE8888115850T patent/DE3869034D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-27 EP EP88115850A patent/EP0309974B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-27 EP EP88908217A patent/EP0338040A1/de active Pending
- 1988-09-27 ES ES198888115850T patent/ES2030814T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-27 WO PCT/EP1988/000866 patent/WO1989003140A1/de not_active Application Discontinuation
-
1992
- 1992-06-11 GR GR920401265T patent/GR3004915T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GR3004915T3 (ja) | 1993-04-28 |
| EP0338040A1 (de) | 1989-10-25 |
| KR890702346A (ko) | 1989-12-23 |
| WO1989003140A1 (en) | 1989-04-06 |
| EP0309974A1 (de) | 1989-04-05 |
| ES2030814T3 (es) | 1992-11-16 |
| JPH02501435A (ja) | 1990-05-17 |
| DE3869034D1 (de) | 1992-04-16 |
| ATE73591T1 (de) | 1992-03-15 |
| EP0309974B1 (de) | 1992-03-11 |
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