JPH07202825A

JPH07202825A - 割り当てられた伝送媒体の帯域幅を効率的に使用するためのデバイス及び方法

Info

Publication number: JPH07202825A
Application number: JP6308028A
Authority: JP
Inventors: Sean M Dorward; マシュードアワードスィーン; Nuggehally S Jayant; サンパスジャヤントヌジェハリー; James David Johnston; ディヴィッドジョンストンジェームス; Schuyler R Quackenbush; レイニアークオッケンバッシュシュイラー; Kenneth L Thompson; レーントンプソンケネス
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc; AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1995-08-04
Also published as: US5825976A; EP0658984A2; CA2135415A1; KR950022169A

Abstract

(57)【要約】【目的】本件発明は、例えば、デジタル音響信号を表わ
す信号ごとに割り当てられた伝送媒体の帯域幅の効率的
な利用に関する技術を提供することを目的とする。【構成】本件発明は、知覚刺激を表わす第１のデジタル
信号を受信する段階と、第１のデジタル信号を等しい継
続期間の一連の時間ブロックに分割する段階からなり、
更にこれら一連の時間ブロック内の各時間ブロックに対
して、知覚符号化方法を使用して時間ブロックを符号化
する段階であって、これら符号化された時間ブロックが
所定の数Ｎ_i よりも少ないかまたはこれに等しいビット
数ＮＵ_i によって表わされる段階と、第２のデジタル信
号を受信する段階と、その符号化された時間ブロック及
びＮＡ_i ビットより少ないかこれに等しいビットから成
る第２のデジタル信号の一部分から構成されるＮ_i ビッ
トの出力ブロックを生成する段階（ＮＡ_i はＮ_i とＮＵ
_i との間の差を表わす）ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、例えば、デジタル音響信号を
表わす信号ごとに割り当てられた伝送媒体の帯域幅の効
率的な利用に関する。

【０００２】

【発明の背景】音響信号をデジタル的に符号化する一つ
の方法は、知覚音響符号化（perceptual audio coding
、ＰＡＣ）を使用する方法である。ある与えられた音
響信号に対して、ＰＡＣシステムは、平均でみた場合、
他の周知の形式のデジタル符号化によって生成された同
一の音響信号のデジタル表現よりも一層圧縮された形式
を持つ（つまり、より少ないビットにて表わされた）音
響信号のデジタル表現を生成する。

【０００３】多くの異なる形式のＰＡＣシステムが存在
する。ただし、全てのＰＡＣシステムについて共通する
議論の筋道は、復号されたとき知覚的に重要でない（つ
まり、聴取者によって聞き取れない）音響情報は符号化
しないという概念である。この広い概念は、本願に引例
の目的で編入されるJ.L.Hall及びJ.D.Johnstonによって
１９９３年８月２０付けで出願（１９８８年１２月３０
日に出願した合衆国特許出願第０７／２９２，５９８号
の継続出願）された合衆国特許出願第０８／１０９，８
６７号『音響信号の知覚符号化（Perceptual Coding of
Audio Signals）』において説明されている。音響信号
の知覚的に重要でない情報の量は時間を通じて非常に大
きく変動する。平均すると、より高い圧縮に起因して、
知覚的に重要な情報を少ししか有さない音響信号の定時
部分（constant time portion ）の符号化は、同じ音響
信号の知覚的に重要な情報をより多く有する他の定時部
分よりも、ＰＡＣシステムによる符号化においてはビッ
ト数が少なくて済む。

【０００４】

【本願発明の概要】本件発明の実施例においては、第１
の信号の定時部分を知覚的に符号化するために利用可能
なビット数と、その第１の信号の定時部分を符号化する
ために実際に使用されるビット数との間の差が定義され
ている。追加のビットの挿入がない場合には、出力に割
り当てられた帯域幅を全て利用しない。従って、ビット
の差が、情報を含む他の信号によって満たされる。

【０００５】より詳細には、第１の信号は複数のブロッ
クから構成され、各々のブロックは第１の信号の定時部
分を表わす。これら複数のブロックは、添字“ｉ”によ
って表示される。各ブロックには所定の数字Ｎ_i が割り
当てられる。ここで、Ｎ_i はｉ番目のブロックを符号化
するために許されるビットの最大数である。但し、これ
らブロックは知覚符号化技法に従って符号化されるた
め、ｉ番目のブロックを符号化するために実際に使用さ
れるビット数、つまり、ＮＵ_i は、許される全てのＮ_i
ビットを活用しない場合がある。ＮＡ_i は、ｉ番目のブ
ロックに割り当てられた帯域幅を全て利用するためにｉ
番目のブロック内に充填または挿入されるビット数を表
わす。ＮＡ_i はＮ_i とＮＵ_i との間の差に相当する。

【０００６】例えば、第２の信号、“がらくた（jun
k）”データ、またはこれらの組合わせのような情報を
含む他の信号が、デジタル出力信号の領域を満たすため
第１の信号と適当に結合される。このデジタル出力信号
は、複数の充填されたブロックから構成され、これらの
ブロックは“スーパブロック（superblock）”と呼ばれ
る。換言すれば、各ブロックに対して、一つのスーパブ
ロックが形成される。この結果として複数のスーパブロ
ックが生成される。ＮＡ_i がゼロの場合は、ｉ番目のス
ーパブロックとｉ番目のブロックは同一である。但し、
ＮＡ_i がゼロでない場合は、第２の信号、“がらくた”
データ、またはこれらの組合わせを表わすＮＡ_i ビット
が、ｉ番目のブロックのＮＵ_i ビットと共に、ｉ番目の
スーパブロックを形成するために使用される。即ち、ｉ
番目のスーパブロックは、常に、Ｎ_iビットを構成要素
として含む。

【０００７】Ｎ_i は可変的な性質を有するため、典型的
に、ＮＡ_i ビットは、常時ではないがないが、非同期情
報を表わす。（がらくたデータではなく）第２の信号を
表わすビットが利用できる範囲までは、これらが、ｉ番
目のスーパブロック内の必要とするＮＡ_i ビットを満た
すために使用される。しかしながら、ＮＡ_i ビットの内
の第２の信号を表わすビットにて使用されてない部分に
ついては、システムはがらくたデータで満たす。従っ
て、ＮＡ_i に対してゼロでない値を持つ任意のスーパブ
ロックについては、第２の信号を表わすビットはゼロか
らＮＡ_i までの範囲で変動する。

【０００８】長所として、本発明は、各スーパブロック
の割り当てられた出力速度の利用をより効果的にするこ
とができる。もう一つの長所として、本発明が実現され
るシステムは、送信器内のトランスポート層アセンブラ
及び受信器のトランスポート層分離器を使用することに
より、チャネルエラーに対してある程度の信頼性を有す
る複数のスーパブロックを提供する。また、長所とし
て、本発明が実現されるシステムにおいては、これら複
数のスーパブロックをチャネルエラーに対して一層頑丈
にする追加のエラー保護スキームを使用する。詳細の説
明及び図面から他の長所が明らかになるものである。

【０００９】

【発明の詳細な記述】本発明を実現できるシステムは多
く存在するが、残る詳細な説明の部分は主に本発明をど
のようにしてデジタル音響同報通信（digital audio br
oadcast 、以降“ＤＢＡ”）システム内に実現するかに
向けられる。さらに、詳細な説明の多くはＤＡＢシステ
ム内でいかにしてデジタル出力信号を符号化するかを説
明することに向けられる。なお、本発明が符号化、復
号、及びこれを行なう方法を包含することは、当業者に
は容易に認識できるものである。本発明の詳細を説明す
る前に、本発明を実現できる一つの環境（例えば、ＤＡ
Ｂシステム）を概観することは本件発明を理解する上で
有益である。

【００１０】図１において、ＤＢＡシステムは送信器１
０と受信器２０から構成される。送信器１０から受信器
２０へ送信される信号は、地上ＦＭ無線帯域（８８〜１
０８ＭＨｚ）を用いて送信される。図１において、送信
器１０は、音響インタフェース１００、知覚音響符号器
（ＰＡＣ）２５０、トランスポート層アセンブラ７０
０、エラー保護符号器８００、インタリーバ（interlea
ver ）９００、マルチプレクサ１０００、４相変調器１
１００、パルス整形器１３００、及びＲＦ送信器１４０
０から構成される。さらに図１において、受信器２０は
ＲＦ受信器１５００、等化器１６００、復調器１７０
０、第２のデマルチプレクサ１８００、デインタリーバ
（deinterleaver ）１９００、エラー保護復号器（erro
r protection decorder ）２０００、トランスポート層
ディスアセンブラ（transport layer disassembler）２
２００、エラー隠蔽付きＰＡＣ復号器２４００、及び音
響インターフェース（audio interface ）２９００から
構成される。

【００１１】

【送信器】再び図１において、ステレオアナログ音響信
号が音響インターフェース１００に加えられる。このス
テレオ信号の各音響チャネルは、０〜２０ｋＨｚ音響信
号からなり、クロック信号も入力される。このインター
フェースは各チャネルの音響信号を従来のアナログ・デ
ジタル変換技術によってデジタル信号に変換する。この
変換の遂行において、アナログ信号がサンプリングされ
る。音響インターフェース１００は、ＰＡＣ符号器２５
０によって使用され、また最終的にはトランスポート層
アセンブラ７００によって使用されるように調節された
デジタルステレオ出力信号を生成する。

【００１２】ＰＡＣ符号器はこのデジタルステレオ出力
信号を知覚を考慮した方法にて第１の信号７０１が生成
されるように符号化する。トランスポート層アセンブラ
７００は、第１の信号７０１、例えば、デジタル音響信
号を音響インターフェース１００から受信し、そして第
２の信号２０４、例えば、補助データ信号を非同期デー
タ信号源から受信して、デジタル出力信号を時不変の割
り当てられた出力速度にて生成する。一例として、この
速度は１６０キロビット／秒（kbps）となっている。こ
のデジタル出力信号は圧縮された音響情報と補助データ
からなる。トランスポート層アセンブラ７００は、例え
ば１０kbpsの速度で、この割り当てられた１６０kbpsの
時不変出力速度に補助データを加える機能を持つ。こう
して、トランスポート層アセンブラからの出力速度は１
７０kbpsとなる。

【００１３】後に説明されるように、エラー保護符号器
８００はトランスポート層アセンブラ７００によって提
供されるデジタル信号を受信し、エラー保護コード（つ
まり、前方エラー修正コード）をこの信号に加える。一
例として、符号器８００によって採用されるエラー保護
コードは、リードソロモンエラー保護コードとされる。
エラー保護コードが加えられた結果として、符号器８０
０からの出力のビット速度は、トランスポート層アセン
ブラ７００からの入力デジタル信号のそれよりも大きく
なる。一例として、符号器８００からの出力のビット速
度は、入力信号の２倍（１７０kbpsから３４０kbps）と
なる。

【００１４】インタリーバ９００はエラー保護符号器８
００の出力デジタル信号を受信し、バースト状のチャネ
ルエラーに対する頑丈さを向上させるためにデジタル信
号のビットをインタリーブ（interleaves ）する。イン
タリーバ９００の構造及び動作は後に説明される。イン
タリーバ９００の出力は、マルチプレクサ１０００に提
供されるデジタル信号である。マルチプレクサ１０００
は従来のデバイスであり、インタリーバ９００の出力信
号を、フレーミング動作、同期、及び等化を達成する信
号と結合する。これら信号の多重化のためにビット速度
が増加する（例えば、一例として２０kbpsだけ増加さ
れ、ビット速度が３６０kbpsに上げられる）。

【００１５】マルチプレクサ１０００の出力は従来の４
ФＰＳＫ変調器１１００に提供される。変調器１１００
の出力は、従来の帯域制限パルス整形回路１３００に提
供される。パルス整形回路１３００によって生成された
信号は２００ｋＨｚＩＦ帯域を占有する。パルス整形回
路１３００は、従来のＲＦ送信器１４００（これはアン
テナを含むが示されていない）によって送信するのに適
当な信号を生成する。送信器１４００は次にこの信号を
８８−１０８ＭＨｚＦＭ無線スペクトル内の事前に決定
された２００ｋＨｚ帯域を通じて送信する。

【００１６】

【受信器】再び図１において、一例としてのデジタル音
響同報通信システム１の受信器２０は、その大部分が送
信器１０内で達成された機能の逆を達成する複数の要素
からなる。ＲＦ受信器１５００（これは受信アンテナを
含むが示されていない）はＦＭ無線帯域内の２００ｋＨ
ｚ信号（この信号は送信器１０によって送られる）を受
信し、従来の方法にて２００ｋＨｚＩＦ信号を生成す
る。この２００ＫＨｚ信号が従来の等化器１６００に加
えられる。等化器１６００の出力は従来の４ΦＰＳＫ復
調器１７００に提供されるが、これは、音響信号、補助
及び付随データ信号、並びにフレーミング、同期及び等
化信号から成るデジタル信号を生成する。

【００１７】復調器１７００からのデジタル信号は従来
のデマルチプレクサ１８００に提供されるが、これは、
このデジタル信号からフレーミング、同期及び等化信号
（これは送信器１０のマルチプレクサ１０００によって
この結合された音響及びデータ信号に加えられたもので
ある）を除去する動作をする。デマルチプレクサ１８０
０の出力は、従って、デジタル音響及びデータ信号であ
る。送信器１０が伝送のためのデジタル信号の生成にお
いてインタリーバ９００を採用したために、受信器２０
は、インタリーバ９００と逆の動作を提供すべく従来の
相補的なデインタリーバ１９００を採用する。デインタ
リーバ１９００の出力は、従って、デインタリーブ（de
inteleved ）されたデジタル音響及びデータ信号であ
る。

【００１８】デインタリーバ１９００の出力はエラー保
護復号器２０００に提供される。復号器２０００はリー
ドソロモンエラー保護符号器の逆の動作を遂行する。こ
の復号はデジタル音響及びデータ信号のビット速度を低
減する。一例として、ビット速度は、２４０kbpsから１
７０kbpsに低減する。加えて、エラー保護復号器２００
０は、復号器２０００自身及びＤＡＢシステムの任意の
他のデバイスによって検出されたエラーに応答してブロ
ックエラーフラグ（block error flag）を生成する。

【００１９】復号されたデジタル音響及びデータ信号並
びにブロックエラーフラグの両方とも、最初にトランス
ポート層ディスアセンブラ２２００に提供される。トラ
ンスポート層ディスアセンブラ２２００はエラー保護復
号器２０００の出力のバランス、つまり音響信号と補助
データ信号を加えたものから補助データ信号及びブロッ
クエラーフラグを分離する機能を遂行する。一例とし
て、復号器２０００出力のバランスは、１６０kbpsのビ
ット速度にて提供される。

【００２０】これらブロックエラーフラグ、音響信号、
及び補助非同期データ信号は音響復号システム２４００
に提供される。エラーフラグが存在しないものと想定す
ると、音響復号システム２４００は音響信号から補助非
同期データ信号を分離する。その後、復号システム２４
００は伸張されたデジタル音響出力信号を生成するため
に音響復号技法を適用する。こうして伸張されたデジタ
ル音響出力信号は、次に、音響インターフェース２９０
０に提供される。ブロックエラーフラグが存在するもの
と想定すると、ＰＡＣ復号器２４００によって、ブロッ
クエラーの影響を軽減するためにエラー隠蔽手順（erro
r concealment procedure ）が実行される。

【００２１】音響インターフェース２９００は音響復号
システム２４００からのデジタル音響出力信号を従来の
アナログ音響電子設備によって使用するのに適当なアナ
ログステレオ信号に変換する。ＤＡＢシステムの概説は
以上である。

【００２２】図２において、トランスポート層アセンブ
ラ７００は第１の信号７０１を受信する。トランスポー
ト層アセンブラ７００はまた第２の信号７０４を受信す
る。一例として、第１の信号７０２及び第２の信号７０
４は、それぞれ、知覚的に符号化された信号７０２及び
非同期信号７０４となることができる。この知覚的に符
号化された信号７０４は知覚符号器内において幾つかの
知覚符号化技法の任意の一つに従って符号化することが
できる。知覚符号化された信号７０２は、複数の知覚的
に符号化されたブロック７０６、７０８、７１０、及び
７１２によって表わされる。各々の知覚的に符号化され
たブロック内には、複数のビット、例えば、７１４、７
１６、及び７１８が存在する。知覚的に符号化されたブ
ロック７０６〜７１２は、アナログ信号の同一継続期間
の部分を表わすが、任意の二つのブロック内のビットの
数は必ずしも同一でない。例えば、ブロック７１２内の
ビットの数は、示される他のブロック（７０６〜７１
０）内のビットの数と異なる。これは、ブロック７０６
〜７１２によって表わされるアナログ信号の時間部分が
知覚可能な情報内容において異なるためである。つま
り、知覚可能な情報内容を少なく持つブロック、例え
ば、７１２は、より多くの知覚可能な情報内容を持つブ
ロック、例えば、７０６よりも少ないビットを使用して
符号化される。

【００２３】非同期信号７０４もデジタル的に表現され
る。デジタル出力信号７２０は、ブロック７０６、７０
８、７１０、及び７１２と非同期データ７０４との結合
に対応するブロック７２２、７２４、７２６、及び７２
８から成る。デジタル出力信号７２０を構成するこれら
ブロック（７２２〜７２８）は選択結合器７３０（図２
参照）内で生成される。これは“スーパブロック（supe
rblocks）”と呼ばれ、各々のスーパブロックはＮ_i ビ
ットの出力ブロックである。図４には複数のスーパブロ
ック７２２〜７２８が示される。スーパブロック７２２
〜７２８の順番は、例えば、スーパブロック７２２〜７
２８が音楽または音声を表わす場合、例えば、それら復
号されたブロックが、例えば、“再生（played）”され
るべき時間順に従って決定される。これは、受信器の所
の聴取者が復号された信号を理解できることを確保す
る。

【００２４】本質的には、選択結合器（selective comb
iner）７３０は、各ブロックが知覚的に符号化されたブ
ロック７０６〜７１２の各々の一つを含むシーケンスの
Ｎ_iビットブロック７２２−７２８を生成するために使
用される。さらに、選択結合器７３０は、Ｎ_i ビットの
出力ブロック７２２−７２８の少なくとも一つが、複数
の各スーパブロック７２２−７２８の一部から構成され
るように動作する。

【００２５】受信器２０の部分であるトランスポート層
ディスアセンブラ２２００は図２との関連で上に説明さ
れたプロセスの鏡像（逆の動作）を遂行する。より詳細
には、トランスポート層ディスアセンブラ２２００は、
デジタル出力信号７２０の受信された形式を受信された
非同期信号と受信された知覚符号化ブロックに解析す
る。一例として、受信知覚符号化ブロックは、音響信号
（例えば、音楽、音声等）を表わし、受信非同期信号は
非同期的に表わすことができる任意の形式の情報、例え
ば、株価、スポーツの得点、特定の歌の曲名／歌手等を
表わす。

【００２６】図４において、デジタル出力信号７２０
は、複数のスーパブロック、つまりＮ_i ビットの出力ブ
ロック７２２−７２８から構成される。スーパブロック
７２６は知覚的に符号化されたブロック７１０のみから
構成される。このため、図２に示されるように、ＮＵ_i
はＮ_i に等しい。従って、知覚的に符号化されたブロッ
ク７０８に対応するＮＡ_i は、スーパブロック７２６に
ついては零である。ただし、一例として、殆どのスーパ
ブロック、例えば７２２は、一つの知覚的に符号化され
たブロック７０６及び情報、例えば、第２の信号、“ジ
ャンク”データ、またはこれら二つの結合を表わすＮＡ
_i ビットから構成される。ＮＡ_i ビットは隣接して示さ
れているが、これらは任意のスーパブロック内において
このように隣接して出現する必要はないことは明白であ
る。我々は次にトランスポート層に関連する問題をより
詳細に述べる。

【００２７】

【トランスポート層】図１を簡単に説明すると、トラン
スポート層アセンブラ７００は、トランスポート層、例
えば７０２を各スーパブロック、例えば７２４上に加え
る。トランスポート層、例えば７０２は、信号のデジタ
ル表現に加えられる。この場合においては、デジタルブ
ロックの組からなるデジタル表現が受信されたとき、ト
ランスポート層がアナログ信号のデジタル表現に加えら
れる。このデジタルブロックの組の各デジタルブロック
は一つの構造を持つ。次に、ブロックの組の各ブロック
に対して、伝送可能なブロックを得るためにそのブロッ
クに対するトランスポート見出しが結合、例えば、連結
される。このトランスポート見出しは、そのブロックの
構造に関する情報からなる。

【００２８】トランスポート層、例えば７０２及び７０
３を使用することは有利なことである。通常、デジタル
データの伝送の結果として、伝送チャネルの遠方端の所
の受信器２０によって受信されるデジタルデータに退廃
（corruption）が起こる。データの退廃は、少なくとも
二つの異なる手法によって対処することができる。既知
の手法の幾つかにおいては、期待される退廃の影響が最
小になるような方法にて符号化が行なわれる。他の手法
においては、プログラム材料それ自身のデジタル表現の
一部分ではない情報が埋め込まれる。上記既知の手法の
両方において、所望のデータ／材料（例えば、スーパブ
ロックの組）の回復と、エラー回復機構の呼出しは相互
依存する。しばしば、所望のデータ／材料を回復するた
めの段階とエラー回復機構を呼び出す段階は、一つで同
一のものとされる。他の幾つかの場合においては、所望
のデータ／材料の回復を開始する前に必ずエラー回復機
構が呼び出されなければならない。他の場合において
は、エラー回復機構の呼び出しの前に必ず所望のデータ
／材料の呼び出しが開始されなければならない。実際、
当業者間には、このような相互依存が望ましくまた有利
であるという議論もある。

【００２９】多くの用途に対しては、プログラム材料の
回復とエラー回復機構の呼び出しとの相互依存性は、望
ましいことでも有利なことでもない。従って、所望のデ
ータ／材料の符号化とエラー回復機構との導入は、互い
に独立されるべきである。

【００３０】この目的のために、デジタル表現内に情報
を埋め込み、デジタルデータの込入った部分を形成する
かわりに、図１のシステムにおいては、コンピュータデ
ータ通信技術においては一般的に知られているが、今日
に至るまでプログラム材料符号化において使用すること
が有利であることが認識されていなかった形式である独
立のトランスポート層が活用される。このトランスポー
ト層は、符号化されたプログラム材料の一連のブロック
の各々に、符号化されたプログラム材料の各々のブロッ
ク内の情報とは独立の情報を加えることを特徴とする。

【００３１】有利なことには、伝送とは対照的な格納に
対して、トランスポート層をデジタル表現から簡単に分
離することができる。従って、格納に対して必要とされ
るメモリが少ない（つまり、埋め込まれた情報を含むデ
ジタル表現の代わりにデジタル表現のみが格納され
る）。さらに、トランスポート層は、デジタル表現の内
容と独立しているため、トランスポート層を変えること
なしにデジタル表現の内容を変えることが可能である。

【００３２】トランスポート層ディスアセンブラ２２０
０はトランスポート層７０２をスーパブロック７２４か
ら剥脱する。トランスポート層アセンブラ７００及びト
ランスポート層ディスアセンブラ２２００の効果は、二
つのスーパブロック、例えば、７２２及び７２４に対し
てのみ説明する。トランスポート層アセンブラ７００は
複数の伝送可能なブロック（図５、７３８及び７４０を
参照）を形成するが、理解を容易にするために、複数の
スーパブロック７２２−７２８が第４図に示され、これ
は、適当な場合にトランスポート層の部分（図５参照）
である追加のＮＡ_i ビットを含むように示される（例え
ば、スーパブロック７２２はこれを含むが、スーパブロ
ック７２６は含まない）。ただし、図４は、全トランス
ポート層を示すものではない。こうして、“スーパブロ
ック”は知覚的に符号化されたデータとトランスポート
層の一部分から構成され、一方、“伝送可能ブロック”
は知覚的に符号化されたデータとトランスポート層全体
から構成される。

【００３３】図５において、スーパブロック７２２及び
７２４がトランスポート層７０２の他の部分と結合され
ているように示される。上で説明されたように、これら
複数のスーパブロック７２２−７２８に加えられるＮＡ
_i ビットはトランスポート層の一部分である。それとス
ーパブロック７２２及び７２４が結合されるトランスポ
ート層７０２のこれら他の部分には、（１）同期パター
ン７３０、（２）現在の知覚符号化ブロックに対する現
在重要な音響ビットに対するポインタ７３２、（３）次
の知覚符号化ブロックに対する将来重要な音響ビットに
対するポインタの組７３４、及び（４）付随データの組
７３６が含まれる。スーパブロック７２２及び７２４の
それぞれトランスポート層７０２及び７０３との結合
は、図５においては、必ずしも正確な縮尺では示されて
ないことに注意する。この結合の結果として、伝送可能
なブロック７３８及び７４０が得られる。

【００３４】さらに再び図５との関連において、同期パ
ターン７３０、現在の知覚符号化ブロックに対する現在
重要な音響ビットに対するポインタの組７３２、次の知
覚符号化ブロックに対する将来重要な音響ビットに対す
るポインタの組７３４、及び付随データの組７３６は、
典型的には、ビット長、及び伝送可能なブロックから伝
送可能なブロックまでの（例えば、７３８から７４０ま
での）位置で変化することはない。こうして、参照番号
７３０、７３２、７３４、及び７３６は、伝送可能なブ
ロック７３８及び７４０の両方に対する要素を示すため
に使用される。ただし、一例として、付随データの組７
３６が整数のビットまたはバイトを持つ伝送可能なブロ
ックを与えない場合において、この典型的な場合に対す
る唯一の例外が生じる。この場合においては、付随デー
タの組７３６は、図１に示されるようなトランスポート
層アセンブラ７００内に入力される付随データの正確な
平均速度を提供するためにビットまたはバイトが変動す
る。

【００３５】再び図５において、同期パターン７３０
は、各伝送可能なブロック、例えば７２２の開始を合図
する認識可能なビットパターンを提供する。現在重要な
音響ビットに対するポインタの組は、（１）ライン７４
２を介して知覚符号化ブロック７０６の第１のビットを
指し、また（２）ライン７４４を介して第２のチャネル
（例えば、“左”及び／または“差”チャネル）の知覚
符号化ブロック７０６の第１のビットを指す。また、現
在重要な音響ビットに対するポインタの組７３２は、伝
送可能なブロック７３８内の補助データの位置及び量を
記述する。将来重要な音響ビットに対するポインタの組
７３４は、（１）ライン７４６を介して知覚符号化ブロ
ック７０８の第１のビットを指し、また（２）ライン７
４８を介して第２のチャネル（例えば、“左”及び／ま
たは“差”チャネル）の知覚符号化ブロック７０８の第
１のビットを指す。また、将来重要な音響ビットに対す
るポインタの組７３４は伝送可能なブロック７４０内の
補助データの位置及び量を記述する。最後に、付随デー
タの組７３６は付随データの量を合図するビット及びこ
れに続く付随自身からなる。伝送可能なブロック７４０
に対する同期パターン７３０も同一形式の情報を含み、
従って、詳細な議論を必要としない。ただし、トランス
ポート層７０３内のこれらポインタは、ブロック“ｉ”
及び“ｉ＋１”ではなく、伝送可能なブロック“ｉ＋
１”及び“ｉ＋２”内の位置を指すことに注意すべきで
ある。

【００３６】トランスポート層７０２は付随データ及び
補助データを含むものと説明された。これは、トランス
ポート層がこれら付随及びデータを伝送可能なブロック
内に組み込むことを意味する。我々は次に図１のシステ
ムの機能及び動作のもう一つの説明に移る。

【００３７】

【エラー保護システム】再び図１において、一例とし
て、このＤＡＢシステムは複数のサブシステムから構成
されるエラー保護システムを使用する。幾つかのサブシ
ステムは送信器１０内にあり、また受信器２０内にあ
る。図１と図５全体を参照すると、エラー保護の第１の
層がトランスポート層アセンブラ７００によって活用さ
れる。本質的に、トランスポート層アセンブラ７００
は、同期化パターン７３０を付加するというエラー保護
と関係がある。また、トランスポート層アセンブラは、
図５に示されるライン７４６及び７４８を介して将来の
伝送可能なブロック、例えば、次のブロック内の音響ビ
ットを指す将来重要な音響ビットに対するポインタの組
７３４を付加し、また、現在の伝送可能なブロック内の
音響ビットを指す現在重要な音響ビットに対するポイン
タの組７３２を付加する。より詳細には、これらポイン
タは、ビット解析を開始できるＰＡＣビット流７０１へ
の入口点を提供する。これは、トランスポート層ディス
アセンブラ２２００は、現在及び将来重要な音響ビット
の両方に対するポインタの組（７３４及び７３６）内の
エラーを識別し、典型的には、これを修正することを可
能にする。

【００３８】エラー保護の第２の層は、図１の送信器１
０内でエラー保護符号器８００によって実現される。こ
の第２の層は、一例として、リード・ソロモン符号器で
ある。

【００３９】図１の受信器において、エラー保護の第１
の層は、エラー保護復号器２０００によって実現され
る。この第１の層は、送信器１０内で実現されるエラー
保護の第２の層の逆の機能を遂行し、一例としては、リ
ード・ソロモン復号器である。リード・ソロモン復号器
は、また、リード・ソロモンデータブロック内のエラー
を成功裡に修正できない場合は、エラーフラグを生成す
る。

【００４０】エラー保護の第２の層はトランスポート層
ディスアセンブラ２２００内で実現される。この第２の
層は、送信器１０内で実現されるエラー保護の第１の層
の逆の機能を遂行し、一例として、現在重要な音響ビッ
トに対するポインタの組７３４の退廃データ（corrupte
d data）を将来重要な音響ビットに対するポインタの組
７３６の退廃のないデータを使用して置換する。両方の
ポインタの組が退廃している場合は、トランスポート層
ディスアセンブラ２２００は受信器２０の出力を沈黙さ
せる。

【００４１】エラー保護の第３の層がまたトランスポー
トディスアセンブラ２２００によって実現される。この
エラー保護の第３の層は、エラーを隠蔽（conceal ）す
る機能であると説明することができる。

【００４２】第３の層がエラーを隠蔽する方法は、様々
な方法にて遂行することができる。第３の層、及びこれ
がエラーをいかにして修正するかが、２−チャネル（例
えば、左チャネル及び右チャネル）符号化システムとの
関係で説明されるが、エラーを修正するためのこれら概
念は、多重チャネルシステム（例えば、５チャネル）及
び他の２チャネルシステム（例えば、和チャネル及び差
チャネル）にも簡単に拡張できるものである。

【００４３】上に述べたうに、受信器２０の第１の層の
一つの機能は、仮に存在する場合エラーの位置を識別
し、必要とされる場合エラーフラグを生成することであ
る。第３の層は、エラーフラグに基づいて、どの情報が
無傷であり、またどれが破棄されるべきであるかを決定
することができる。このエラーフラグは、第２の層によ
って、復号または同期機能を遂行するために第２の層か
らの代替情報（例えば、将来重要な音響ビットに対する
ポインタ）が必要であるか、及び知覚的に符号化された
音響データ、補助データ、または付随データのどの部分
が損傷したかを決定するために使用される。

【００４４】損傷、例えば退廃された情報が一旦見つけ
られると、知覚的に符号化された音響データが実際に損
傷されている場合には第３の層が起動する。第３のレベ
ルが起動される場合においては、エラー以前の履歴及び
知覚的に符号化された音響データ内の損傷されたデータ
の領域によって幾つかの戦略が使用される。

【００４５】最も厳しい動作は、以前の知覚符号化音響
データ内にエラーが存在し、また、現在の知覚符号化音
響データ内にもエラーが存在する場合に取られる。この
場合においては、復号器出力が沈黙され、所定の数の無
負傷の復号されたブロックがカウントされ、妨害エラー
がなくなるまで沈黙が保たれる。

【００４６】ただし、以前の音響ブロック内にはエラー
が存在せず、現在の音響ブロック内にのみエラーが存在
する場合には、現在の音響ブロックまたは以前の音響ブ
ロックのいずれかからの情報が音響信号の完全性を可能
な限り最大に維持するために代用される。現在のブロッ
クと前のブロックの退廃のない部分の比較の結果とし
て、以前の音響ブロックの方が失われたデータを良く表
現することが判明した場合には、以前の音響ブロックの
少なくとも一部分が退廃したデータに対する代用として
使用される。そうでない場合は、現在の音響ブロックか
らの退廃のないデータが使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタル音響同報通信システムの送信器及び受
信器のブロック図を示す。

【図２】図１に示されるトランスポート層アセンブラ、
及びこれと関連する信号のより詳細な図を示す。

【図３】トランスポート層アセンブラ内に入力される複
数の知覚符号化されたブロックの詳細を示す。

【図４】複数のスーパブロックの詳細な図を示す。

【図５】トランスポート層が各スーパブロックに付加さ
れた後の複数のスーパブロックの例を示す。

【符号の説明】

７０１第１の信号７０３トランスポート層７２０デジタル出力信号７３０選択結合器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヌジェハリーサンパスジャヤントアメリカ合衆国 07933 ニュージャーシィ，ギレッテ，プレストンドライヴ 135 (72)発明者ジェームスディヴィッドジョンストンアメリカ合衆国 08876 ニュージャーシィ，ウォーレン，ヴァレーヴューロード８ (72)発明者シュイラーレイニアークオッケンバッシュアメリカ合衆国 07090 ニュージャーシィ，ウエストフィールド，タマキューズウェイ 744 (72)発明者ケネスレーントンプソンアメリカ合衆国 07060 ニュージャーシィ，ウォッチュング，リッジロード 336

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）知覚刺激を表わす第１のデジタル
信号を受信する段階、（ｂ）第１のデジタル信号を等しい継続期間の一連の時
間ブロックに分割する段階、及び（ｃ）これら一連の時間ブロック内の各時間ブロックに
対して、（１）知覚符号化方法を使用して時間ブロック
を符号化する段階であって、これら符号化された時間ブ
ロックが所定の数Ｎ_i よりも少ないかまたはこれに等し
いビット数ＮＵ_i によって表わされ、ここで、Ｎ_i はｉ
番目の符号化時間ブロックを符号化するために許される
ビットの最大数である、時間ブロックを符号化する段階
と、（２）第２のデジタル信号を受信する段階と、
（３）その符号化された時間ブロック及びＮＡ_i ビット
より少ないかこれに等しいビットから成る第２のデジタ
ル信号の一部分から構成されるＮ_i ビットの出力ブロッ
クを生成する段階が含まれ、ここで、ＮＡ_i はＮ_i とＮ
Ｕ_i との間の差を表わすことを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、該知覚
刺激が音声信号であることを特徴とする方法。
【請求項３】（ａ）信号を選択結合器に入力する段階
であって、この信号が符号化されたブロックの組を生成
するためにある知覚符号化法に従って符号化され、各符
号化されたブロックがビット数ＮＵ_i によって表わさ
れ、このビット数が符号化されたブロック間で変動し、
各々の所定の数Ｎ_i より少ないかまたはこれに等しい、
信号を結合器に入力する段階、及び（ｂ）該選択結合器からデジタル出力信号を出力する段
階であって、該デジタル出力信号がセットのスーパブロ
ックからなり、スーパブロックの組の各スーパブロック
が一つの符号化されたブロックを表わすＮＵ_i ビット
と、Ｎ_i とＮＵ_iとの間の差より小さいかまたはこれに
等しいデジタル信号を表わすビット数から構成されてい
るディジタル出力信号を出力する段階からなることを特
徴とする方法。
【請求項４】（ａ）人の感覚信号を表わす第１のデジ
タル信号を受信する段階、（ｂ）第１のデジタル信号を知覚符号化法を使用して一
連の符号化されたブロックに符号化する段階、（ｃ）該一連の符号化ブロック内の各符号化ブロックを
所定の数Ｎ_i より少ないかまたはこれに等しいビット数
ＮＵ_i で表わす段階であって、Ｎ_i はｉ番目の符号化ブ
ロックを符号化するために許される最大ビット数であ
る、ビット数で表わす段階、及び（ｄ）各符号化ブロックに対して、（１）第２のデジタ
ル信号を受信する段階と、（２）その符号化されたブロ
ックとＮＡ_i ビットより少ないかこれに等しい第２の信
号の部分から構成されるＮ_i ビットの出力ブロックを生
成する段階を含むことを特徴とする方法。