RU98113925A

RU98113925A - Способ и устройство масштабируемого кодирования-декодирования стереофонического звукового сигнала (варианты)

Info

Publication number: RU98113925A
Application number: RU98113925/09A
Authority: RU
Inventors: Парк Сунг-хи; Ким Еон-бае
Original assignee: Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2000-05-10

Claims

1. Способ масштабируемого кодирования стереофонического звукового сигнала для кодирования звуковых сигналов в многоуровневый поток данных, имеющий основной уровень и, по меньшей мере, два уровня расширения, отличающийся тем, что содержит этапы: обработки входных звуковых сигналов и их квантования для каждого заранее определенного диапазона кодирования, кодирования квантованных данных, соответствующих основному уровню, из числа квантованных данных, кодирования квантованных данных, соответствующих следующему уровню расширения кодированного основного уровня и оставшихся квантованных данных некодированными из-за предела размера уровня и принадлежащих кодированному уровню, и последовательного выполнения этапов кодирования уровня для всех уровней расширения, для формирования потоков двоичных разрядов, в котором этап кодирования основного уровня, этап кодирования уровня расширения и последующий этап кодирования выполняются так, что дополнительная информация и квантованные данные, соответствующие подлежащему кодированию уровню, представляются разрядами того же самого заранее определенного числа, и затем арифметически кодируются с использованием заранее определенной модели вероятности в порядке, простирающемся от последовательностей СДР до последовательностей МДР, где разрядно-модульные данные левого канала и данные правого канала поочередно кодируются в единицах заранее определенных векторов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительная информация включает в себя, по меньшей мере, масштабные множители и информацию относительно модели вероятности, подлежащую использованию в арифметическом кодировании.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что заранее определенные векторы являются четырехмерными векторами, образуемыми соединением четырех разрядно-модульных звуковых данных канала в один вектор.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что четырехмерные векторы разделены на два подвектора согласно предварительно установленным положениям, указывающим, кодированы ли ненулевые разрядно-модульный частотные составляющие или нет, для их последующего кодирования.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что этап кодирования масштабных множителей содержит этапы: получения максимального масштабного множителя, получения разности между максимальным масштабным множителем и первыми масштабными множителями и арифметического кодирования разности, и получения разностей между непосредственно предшествующим арифметически кодированным масштабным множителем и соответствующими масштабными множителями, следующими за первым масштабным множителем, преобразования разностей в заранее определенную величину и арифметического кодирования преобразованной величины.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на этапе преобразования используются модели вероятностей, перечисленные в таблице 5.1.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что на этапе арифметического кодирования используются модели вероятностей, перечисленные в таблицах 5.3 - 5.4.

8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что этап кодирования масштабных множителей содержит этапы: получения максимального масштабного множителя, и получения разностей между максимальным масштабным множителем и соответствующими масштабными множителями и арифметического кодирования разностей.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что кодируется информация заголовка, обычно используемая для всех диапазонов, а дополнительная информация и квантованные частоты, необходимые для соответствующего уровня, формируются с помощью разрядно-модульной информации с последующим кодированием, с целью получения многоуровневой структуры.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что квантование выполняется на этапах: преобразования входных звуковых сигналов временной области в сигналы частотной области, соединения преобразованных сигналов в качестве сигналов заранее определенных диапазонов масштабного множителя с помощью временно-частотного преобразования и вычисления порога маскирования в каждом диапазоне масштабного множителя, выполнения формирования временного шума для управления временной формой шума квантования в пределах каждого окна для преобразования, выполнения обработки интенсивности стереофонических сигналов таким образом, что кодируется только квантованная информация диапазона масштабного множителя для одного из двух каналов, и передается только масштабный множитель для другого канала, предсказания частотных коэффициентов текущего кадра, выполнения обработки стереофонических сигналов С/С для преобразования сигнала левого канала и сигнала правого канала в аддитивный сигнал двух сигналов и их субтрактивный сигнал, и квантования сигналов для каждого заранее определенного диапазона кодирования так, чтобы шум квантования каждого диапазона был меньше, чем порог маскирования.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что, когда квантованные данные состоят из знаковых данных и данных величин, этапы кодирования основного уровня и уровней расширения и формирования потоков двоичных разрядов содержат этапы: арифметического кодирования последовательностей старших разрядов, состоящих из старших двоичных разрядов данных величины, кодирования знаковых данных, соответствующих ненулевым данным из числа кодированных последовательностей старших разрядов, кодирования последовательностей старших разрядов из числа некодированных данных величины цифровых данных, кодирования некодированных знаковых данных из числа знаковых данных, соответствующих ненулевым данным величины из числа кодированных последовательностей разряда, и выполнения этапа кодирования величины и этапа кодирования знака в соответствующих разрядах цифровых данных, причем соответствующие этапы поочередно выполняются на данных левого канала и данных правого канала в единицах заранее определенных векторов.

12. Устройство масштабируемого кодирования стереофонических звуковых сигналов, отличающееся тем, что содержит: часть квантования для обработки входных звуковых сигналов и их квантования для каждого диапазона кодирования, часть разрядно-модульного арифметического кодирования для кодирования потоков двоичных разрядов для всех уровней таким образом, чтобы получить многоуровневую структуру, путем ограничения диапазона для основного уровня, чтобы он оказался масштабируемым, кодирования дополнительной информации, соответствующей основному уровню, кодирования квантованной информации последовательно от последовательности старших двоичных разрядов до последовательности младших двоичных разрядов, и от более низкочастотных составляющих до более высокочастотных составляющих, поочередного кодирования данных левого канала и данных правого канала в единицах заранее определенных векторов, и кодирования дополнительной информации, соответствующей следующему уровню расширения основного уровня и квантованных данных, и часть формирования потока двоичных разрядов для сбора данных, сформированных в части квантования и части разрядно-модульного арифметического кодирования и образования потоков двоичных разрядов.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что часть квантования содержит: часть временно-частотного преобразования для преобразования входных звуковых сигналов временной области в сигналы частотной области, психоакустическую часть для соединения преобразованных сигналов с помощью сигналов заранее определенных диапазонов масштабного множителя путем временно-частотного преобразования и вычисления порога маскирования в каждом диапазоне масштабного множителя, используя явление маскирования, производимое взаимодействием соответствующих сигналов, и часть квантования для квантования сигналов для каждого заранее определенного диапазона кодирования, в то время как шум квантования каждого диапазона сравнивается с порогом маскирования.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит: часть формирования временного шума (ФВШ) для выполнения формирования временного шума для управления временной формой шума квантования в пределах каждого окна для преобразования, часть обработки интенсивности стереофонических сигналов для выполнения обработки интенсивности стереофонических сигналов таким образом, что кодируется только квантованная информация диапазона масштабного множителя для одного из двух каналов, а для другого канала передается только масштабный множитель, часть предсказания для предсказания частотных коэффициентов текущего кадра, и часть обработки стереофонического сигнала С/С для выполнения обработки стереофонического сигнала С/С для преобразования сигнала левого канала и сигнала правого канала в аддитивный сигнал двух сигналов и их субтрактивный сигнал.

15. Способ масштабируемого декодирования стереофонического звукового сигнала для декодирования звуковых данных, кодированных так, чтобы иметь многоуровневые скорости передачи разрядов, отличающийся тем, что содержит этапы: анализа данных, необходимых для соответствующих модулей в потоках двоичных разрядов, имеющих многоуровневую структуру, декодирования, по меньшей мере, масштабных множителей и индексов моделей арифметического кодирования и квантованных данных, в порядке создания уровней в потоках двоичных разрядов, имеющих многоуровневую структуру, где квантованные данные, декодируемые поочередно для соответствующих каналов путем анализа значимостей двоичных разрядов, составляют потоки двоичных разрядов, от верхних значащих двоичных разрядов до нижних значащих двоичных разрядов, восстановления декодированных масштабных множителей и квантованных данных в сигналы, имеющие первоначальные величины, и обратного преобразования квантованных сигналов в сигналы временной области.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы: выполнения обработки стереофонического сигнала С/С для проверки, была ли выполнена обработка стереофонического сигнала С/С способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и преобразования сигнала левого канала и сигнала правого канала в аддитивный сигнал двух сигналов и их субтрактивный сигнал, если обработка стереофонического сигнала С/С была выполнена, проверки, был ли выполнен этап предсказания способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и предсказания частотных коэффициентов текущей кадра, если этап проверки был выполнен, проверки, был ли выполнен этап обработки интенсивности стереофонического сигнала способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и, если обработка интенсивности стереофонического сигнала была выполнена, тогда, поскольку кодируется только квантованная информация диапазона масштабного множителя для одного канала (левого канала) из двух каналов, выполнения обработки интенсивности стереофонического сигнала для восстановления квантованной информации другого канала (правого канала) в значение левого канала, и проверки, был ли выполнен этап формирования временного шума (ФВШ) способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и если этап ФВШ был выполнен, выполнения формирования временного шума для управления временной формой шума квантования в пределах каждого окна для преобразования.

17. Способ по п. 15 или 16, отличающийся тем, что, когда квантованные данные состоят из знаковых данных и данных величины, восстановления квантованных частотных составляющих с помощью последовательного декодирования данных величины квантованных знаковых двоичных разрядов частотных составляющих и соединения данных величины и двоичных разрядов знака.

18. Способ по п.15, отличающийся тем, что этап декодирования выполняется от старших двоичных разрядов до младших двоичных разрядов, а этап восстановления выполняется соединением декодированных разрядно-модульных данных и восстановлением соединенных данных в квантованные данные частотных составляющих.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что данные декодируются на этапе декодирования таким образом, что разрядно-модульная информация четырех выборок декодируется в единицы четырехмерных векторов.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что декодирование четырехмерных векторов выполняются таким образом, что арифметически декодируются два подвектора, кодированные в соответствии с предварительно установленными положениями, указывающими, кодируются ли ненулевые разрядно-модульные частотные составляющие или нет, а два подвектора, декодированные в соответствии с состояниями кодирования соответствующих выборок, восстанавливаются в четырехмерные векторы.

21. Способ по п.17, отличающийся тем, что хотя разрядно-модульные данные соответствующих частотных составляющих декодируются от разрядов СДР, декодирование пропускается, если разрядно-модульные данные представляют собой "0", а знаковые данные арифметически декодируются, когда впервые появляются разрядно-модульные данные "1".

22. Способ по п.15, отличающийся тем, что декодирование масштабных множителей выполняется путем декодирования максимального масштабного множителя в потоке двоичных разрядов, арифметического декодирования разностей между максимальным масштабным множителем и соответствующими масштабными множителями, и вычитания разностей из максимального масштабного множителя.

23. Способ по п.15, отличающийся тем, что этап декодирования масштабных множителей содержит этапы: декодирования максимального масштабного множителя из потоков двоичных разрядов, получения разностей между максимальным масштабным множителем и масштабными множителями, подлежащими декодированию с помощью преобразования и арифметического декодирования разностей и обратного преобразования разностей от преобразованных величин, и получения первого масштабного множителя путем вычитания разностей из максимального масштабного множителя, и получения масштабных множителей для остающихся диапазонов с помощью вычитания разностей из предыдущих масштабных множителей.

24. Способ по п.15, отличающийся тем, что декодирование арифметически кодированных индексов модели выполняется с помощью этапов: декодирования минимального арифметического индекса модели в потоке двоичных разрядов, декодирования разностей между минимальным индексом и соответствующими индексами в дополнительной информации соответствующих уровней, и добавления минимального индекса и разностей.

25. Устройство масштабируемого декодирования стереофонических звуковых сигналов для декодирования звуковых данных, кодированных таким образом, чтобы иметь многоуровневые скорости передачи разрядов, отличающееся тем, что содержит часть анализа потока двоичных разрядов для анализирования данных, необходимых для соответствующих модулей в потоках двоичных разрядов, имеющих многоуровневую структуру, часть декодирования для декодирования, по меньшей мере, масштабных множителей и арифметического кодирования индексов моделей и квантованных данных, в порядке создания уровней в потоках двоичных разрядов, имеющих многоуровневую структуру, квантованные данные, декодируемые поочередно для соответствующих каналов путем анализирования значимостей двоичных разрядов, составляющих потоки двоичных разрядов, от старших двоичных разрядов до младших двоичных разрядов, часть восстановления для восстановления декодированных масштабных множителей и квантованных данных в сигналы, имеющие первоначальные величины, и часть временно-частотного преобразования для обратного преобразования квантованных сигналов в сигналы временной области.

26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что дополнительно содержит: часть обработки стереофонических сигналов С/С для выполнения обработки стереофонических сигналов С/С, предназначенную для проверки, была ли выполнена обработка стереофонических сигналов С/С способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и преобразования сигнала левого канала и сигнала правого канала в аддитивный сигнал двух сигналов и их субтрактивный сигнал, если обработка стереофонических сигналов С/С была выполнена, часть предсказания для проверки, был ли выполнен этап предсказания способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и предсказания частотных коэффициентов текущего кадра, если этап проверки был выполнен, часть обработки интенсивности стереофонического сигнала для проверки, была ли выполнена обработка интенсивности стереофонического сигнала способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и, если обработка интенсивности стереофонического сигнала была выполнена, то, поскольку кодируется только квантованная информация диапазона масштабного множителя для одного канала (левого канала) из двух каналов, выполнения обработки интенсивности стереофонического сигнала для восстановления квантованной информации другого канала (правого канала) в значение левого канала, и часть формирования временного шума для проверки, был ли этап формирования временного шума (ФВШ) выполнен способом кодирования потоков двоичных разрядов или нет, и если этап ФВШ был выполнен, выполнения формирования временного шума для управления временной формой шума квантования в пределах каждого окна для преобразования.