TW200586B - High-efficiency coding device - Google Patents

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200586 A6 B6 五、發明説明（1 ) τ請先閲讀背之注意事項再填寫本頁) 〔産業上之利用領域〕 本發明偽有两於藉由所諝的高效率编碼來將所输入的 數位資料進行编碼之离效率编碼裝置。 〔習用技術〕 以往雖然已經有各種用以將音響或聲音等倍號予以编 碼之方法，例如：僳有：對於時間軸上的音韉訊號等並不 予以區塊化，而是分割成複數的頻率波段之後再予以编碼 之非區塊化頻率波段分割方式之所諝的「波段分割编碼（ Sub-Band-Coding; SBC)」、或者將時間軸的訊號變 訂· 換（直交變換）成頻率軸上的訊號之後再分割成複數値頻 率波段，然後再針對每一値波段予以编碼之區塊化頻率波 段分割方式之所謂的「變換编碼」等各種方法。此外也可 考盧將前述的波段分割编碼與變換编碼組合成高效率编碼 之方法，而這種情況下，例如是先以前述波段分割编碼來 行波段分割之後，再將各波段的訊號直交變換成頻率軸上 的訊號，然後再針對此被行直交變換後的各波段施予编碼 經濟部中央櫺準局貝工消费合作社印S*. Ο 此處，作為用來執行前述波段分割的濾波器（filter) 者例如偽為QMFSi波器，該QMF濾波器像被掲示於： 1976 R · E · Crochiere Digital Coding of speech in S-ubband Bell Syst· Tech · J · Vo 1 · 55，No · 8 1976 之干(j 物中。還有例如在於：ICASSP 83，BOSTON Polyphase Q-uadrature fi lters~A new Subband Coding technique KM ft < 垮洩I卜 Γ:】π 玄 IS :.MCNS)甲丨現热（1M0 x 297 公资) ·_ 3 — 81.9.25,000 200586 A6 B6 五、發明説明（2 )

Joseph Η· Rothweiler之刊物中偽掲示出等波段寬度之濾 波器分割手法。 又，至於前述的直交變換方法，僳有例如：將所输入 的數位訊號以所預定的單位時間（frame)予以匾塊化， 再針對每一値匾塊施予高速傅立葉變換（FFT)、或餘 弦變換（DCT)、或改良式DCT變換（MDCT)等 而將時間軸變換成頻率軸之直交變換（MDCT)等而將 時間軸變換成頻率軸之直交變換方法。又，鼸於MDCT 像記載於：ICASSP 1987· Subband/ Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation J.P· Princen A.B. Bradley Univ .Of Surrey Royal Melbourne Inst. Of Tech.之中 〇 再者，至於將已被頻率波段分割後的各頻率成份予以 量化之頻率分割寬度僳使用例如考慮到人類的聽覺持性後 的波段分割之頻率分割寬度。亦邸偽利用被一般稱為臨界 波段（critical band)的愈往高頻域則波段寬度愈大之類 經 濟 部 中 央 標 準 局 貝 工 消 費 合 η 社 印 型的波段寬度來將音鬱訊號分割成複數個（例如：25波 段）之波段。此時的每一個波段的資料在進行編碼之際， 針對各個波段實施以預定的位元分配來编碼；或者針對各 個波段賁施以順應性位元分配（bit allocation)來编碼。 例如：在於將經上述的MDCT處理而得的傑數資料根據 前述順應性位元分配來予以编碼之際，偽針對於前述經各 値區塊的MD C T處理而得的每一個波段的MD C T僳數 資料，利用順應性位元數來實施编碼。 -4 - <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 81.9.25,000 200586 A6 B6 經濟部中央櫺準局工消費合作杜印製i 五、發明説明（3 ) 至於前述的位元分配的方法係有下述兩種己知者。例 如♦根據 IEEE Transactions of Accoustics，Speech. and Signal Processing» Vo 1. ASSP-25，No.4，August 1977的記載，係依據各値波段的訊號的大小，來進行位元 分配。但是，這種方式雖然董化雜訊頻譜變得平坦，訊 能量亦變得最小，但在於聽覺方面因並未利用所謂的「掩 蔽（maskins)效果」之故，簧際的雜訊感邇不是最適切的 ,這點是其缺點所在。 此外，例如;根據 ICASSP 1980 The critical band coder digital encoding of the perceptual requirem-ents of the auditory system M.A. Kransner MIT的記 載，則是藉由利用聽覺掩蔽而針對每一個波段獲得必要的 訊號雜訊比之後，進行固定性的位元分配之手法。但是這 種手法的缺點像為：即使是以正弦波輸入來測定持性的時 候，因為位元分配為固定性的之緣故，待性值並無法成為 相當良好的值。 〔本發明所欲解決之課題〕 為了解決前述兩種位元分配的手法所存之前述問題點 ，曾經有人提出一種高效率的编碼裝置，例如偽做成：將 可用於位元分割的所有的位元數先分割成：以針對各某小 區塊預先被設定的固定位元分配型樣的部份、以及用來進 行依賴於各區塊的訊號大小的位元分配的部份、來使用； 並令該分割比依存於與輸入訊號相關連的訊號，前述訊號 尺斤 Π 用中词 1¾ 家找準（CNS) 'p t 巩格（210 X 2D7 ) _ r _ 81.9.25,000 C請先閲讀背面之注意事項再塡窝本頁) -丨裝- 訂_ ▼線· 經濟部中央捸準局員工消費合作社印Mj -6 - 200586 A6 ______B6__ 五、發明説明（4 > 的頻譜愈平滑的話，愈加大前述固定位元分配型樣的部份 之分割比例者。 根據這種高效率编碼裝置中的位元分配方法，例如在 於正弦波的輸入般地能置集中於特定的頻譜的時候，藉由 在含有該頻譜的谌塊中分配較多的位元，得以顯著地改善 整髏的訊號雜訊待性（S/N比）。因此，一般而言，人 類的聽覺對於具有陡峻的頻譜成分的訊號極為敏感之故， 藉由使用這種方法來改善訊號雜訊特性，不僅是提高了測 定上的數值而已，在於聽覺上的音質之改善亦有所肋益。 但是若將依賴於输入訊號的位元分配單純地只是基於 要改巷訊號雜訊比的考量上來進行的話，則當對於例如： 三角鐵（triangle)的聲音般之含有多數陡峻的頻譜成分的 訊號，想利用較低的位元率來予以壓縮的時候，對應於各 頻譜的區塊中未能被分配到足夠的位元，因而在聽覺上未 能獲得到充分的音質。 因此，本發明像有鑑於前述的實情而被開發完成者， 其目的係在於提供一種高效率编碼裝置，即使在於以較低 的位元率來對於含有多數値陡峻的頻譜成分的訊號實施壓 縮的情況，亦可以獲得在聽凳方面非常良好的音質者。 〔用以解決課題之手段〕 本發明的高效率编碼裝置乃是為了達成前述目的而設 計的，僳屬於一種藉由將所輸入的數位資料予以行順應性 地位元分配而進行高效率编碼之高效率编碼裝置，其特徽 81.9.25,000 C請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂. 200586 A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作杜印Μ,-ρ-.. 五、發明説明（5 ) 為：該裝置具有一順應性位元分配手段，係將可用於位元 分配的所有位元予以分割成：針對在於時間及頻率皆被細 分過的每一個小區塊皆行預定的固定位元分配的形樣部份 、以及執行依存於各小區塊中的訊號大小之位元分配的部 份來使用；並且在執行前述之依存於各小匾塊中的訊號大 小之位元分配時，因應於各小區塊所對應的頻率波段而予 以行加重份置處理者。 亦即，本發明的高效率编碼装置係藉由做成： 將可用於位元分配的所有位元予以分割成：無論對於 怎樣地短的時間皆行預定的固定位元分配的形樣部份、以 及執行依存於各區塊的訊號大小的位元分配的部份來使用 ，並且在固定位元分配的形樣之外，對於依存於各區塊的 訊號大小的位元分配上，像因應於該區塊所對應的波段來 予以加重份量之方式來解決前述之課題者。 此處，至於前述的「加重份量」的作法，乃是依據所 謂：「高音域的雜音因為人類的耳朵的感度的因素，而較 之低音域的雜音更難被人耳所察凳，而且高音域較之低音 域的訊號更容易被掩蔽」之事實，因此在於低音域這一倒 的區塊内分配較多的位元，如此一來可有效地解決前述課 題。 因此，前述順應性位元分配編碼手段像可做成：將因 應於前述的小區塊所對應的頻率波段而進行的位元分配之 加重份量的處理，依照如果是具有相同的訊號能悬的話， 便在於低音域這一方分配較多位元之原則來加重份量者。 (·請先Μ讀背面之注意事項再填窝本頁) .裝. 訂. ·%· 尺 /ί 適用中囚 京找哗（CNS)甲 4 iiUMUil X 297 公泣） -J - 81.9.25,000 200586 A6 B6 經濟部中央標準局Kf工消费合作社印vl-R-j 五、發明説明（6 ) 此外，雖然將：被固定性地分配的位元與依賴输入訊 號而被分配的位元之間的分割比，不管是令該分割比依存 於與輸入訊號有關連的訊號、或者是令該分割比並不依存 於與輸入訊號有關連的訊號，皆可以適用在本發明之中， 但是，做成讓前述分割比依存於輸入訊號的話可以獲得更 為良好的音質。 因此，前述的順應性位元分配编碼手段亦可做成： 將可用於位元分配的所有位元分割成：針對在於時間 及頻率皆被細分過的每一値小區塊皆行預定的固定位元分 配的形樣部份、以及執行依存於各小匾塊中的訊號大小之 位元分配的部份來使用時的兩値部份的分割比例當作依存 於輸入訊號的分割比例而進行位元分配者。 此外，可預先準備好複數種前述加重份置的形樣（Pattern), 而根據輸入訊號來行切換此等形樣 ，可藉 由依據 输入訊號之不同而慢慢地改變加重份量的變數，而得以變 成更為符合於聽凳的位元分配，可以更為提高音質。 因此前述的順應性位元分配编碼手段係可做成：將根 據因應前述小區塊所對應的頻率波段所加重的份量而執行 的依存於小區塊中的訊號大小之位元分配，像根據因所輸 入的訊號之不同而産生變化的加重份量的僳數來執行者。 〔作用〕 根據本發明的高效率编碼裝置，因為僳藉由做成： 將可用於位元分配的所有位元予以分割成：無論對於 (·請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝· 訂. ·♦ t /Λ. ΐί： ft ^ +· 1¾ a t If ^ (CNS) ψ 4 % ίί- (210 X 207 ^ ) -8 - 81.9.25.000 200586 A6 B6 經 濟 部 中 央 標 準 局 Ά 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明説明（7 ) 怎樣地短的時間皆行預定的固定位元分配的形樣部份，以 及執行依存於各區塊的訊號大小的位元分配的部份來使用 ，並且在固定位元分配的形樣之外，對於依存於各區塊的 訊號大小的位元分配上亦因應於該匾塊所對應的波段來予 以加重份量之故，邸使對於具有複數掴弧立陡峻的頻譜成 分之訊號亦可很簡單地逹成適合於賻免感受之有效的位元 分配，而以較低的位元率就可將高音質的音樂訊號予以编 碼。 〔實施例〕 以下，佐以圖面説明本發明之實施例。 本實施例的高效率编碼裝置像如第1圖所示，傜屬於 一種可將被供給到輸入端子1 0的輸入數位資料（數位音 轡資料）予以顒應性地位元分配而執行高效率编碼之高效 率编碼裝置，傜具有：將可用於位元分配的所有位元予以 分割成：針對在於時間及頻率皆被細分過的毎一値小區塊 皆行預定的固定位元分配的形樣部份、以及執行依存於各 小區塊中的訊號大小之位元分配的部份來使用，並且在執 行前述之依存於各小匾塊中的訊號大小之位元分配時，因 應於各小區塊所對應的頻率波段而予以行加重份置處理之 順應性位元编碼手段16、 17、 18而構成的。 此處，關於前述的「加重份量」傜基於所諝「因人耳 的感度之故，高音域钿的雜音較之低音域側的雜音更難被 耳朵所感知，而且高音域侧容易被低音域錮的訊號所掩蔽 c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -装- 訂· 線. -9 81.9.25,000 經濟部中央標準局員工消費合作社印*'*- 200586 A6 __B6_ 五、發明説明（8 ) 」之事實，如果在低音域侧的區塊中分配較多的位元的話 ，便相當有效果。 因此，前述順應性位元分配编碼手段16、 17、 1 8偽可做成：將針對於前述小區塊所對應的頻率波段而 實施的位元分配上的加重份量的處理僳做成如果是具有相 同的訊號能童的話便在低音域側加重較多的位元分配者。 又，雖然將：被固定性地分配的位元與依存输入訊號 而被分配的位元之間的分割比，不管是令該分割比依存於 與輸入訊號有藺連的訊號、或者是令該分割此並不依存於 與輸入訊號有關連的訊號，皆可以適用在本發明之中，但 是如果做成令前述分割比依存於輸入訊號的話，可以獲得 更為良好的音質。 因此，前述的順應性位元分配编碼手段1 6、17、 1 8亦可做成：將可用於位元分配的所有位元分割成：針 對在於時間及頻率皆被細分過的毎一値小區塊皆行預定的 固定位元分配的形樣部份、以及執行依存於各小區塊中的 訊號大小之位元分配的部份來使用時的兩個部份的分割比 例當作依存於輸入訊號的分割比例而進行位元分配者。 此外，亦可預先準備好的複數種前述加重份童的型樣 ,而根據輸入訊號來行切換此等形樣，可藉由依據輸入訊 號之不同而慢慢地改變加重份量的變數，而得以變成更為 符合於聽覺的位元分配，可以更為提高音質。 因此，前述的順應性位元分配编碼手段16、1 7、 18偽可做成：將根據因應前述小區塊所對應的頻率波段 (·請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) •装· 訂· 艮纸伎义疗適所中冴[3 (OJS)ί規抄（2】》X 297公贷） 81.9.25,000. -10 - 200586 A6 B6 五、發明説明（9 ) C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所加重的份量而執行的依存於小匾塊中的訊號大小之位元 分配的方式，僳根據因输入訊號之不同而産生變化的加重 份置的像數來執行者。 以下佐以第1圖來說明本發明的賁施例之將音響 PCM訊號之類的輸入數位訊號使用波段分割编碼（ SBC)、順應性變換编碼（ATC)以及順應性位元分 配（APC — AB)的各項技術來予以高效率编碼之構成 Ο 在第1圖所示的本實施的高效率编碼裝置，僳利用濾 波器等將輸入數位訊號（輸入音鎏P CM訊號）分割成複 數値頻率波段，並且將每一値頻率波段皆執行直交變換而 得的頻率軸的頻譜資料，針對每一個考慮到人類聽凳特性 之所諝的臨界波段寬度（critical band)皆予以順應性地 位元分配以執行编碼。當然利用濾波器等所執行的非區塊 化的頻率分割寬度亦可做成等分割寬度。 經濟部中央標準局員工消費合作社印VI-B.一 更而，在本發明的實施例中，在於直交變換之前，像 因應於輸入訊號而順應性地使匾塊大小（區塊長度）變化 ,同時係以臨界波段寬度單位或者在於高音域的話是以將 臨界波段寬度更加細分後的區塊來進行浮動（floating)處 理。又，前述的「臨界波段」意指：考盧到人類的聽覺特 性之後而分割出來的頻率波段，僳指：利用在某一純音的 頻率旁邊的相同強度的窄波段的波段雜音使得該純音被掩 蔽（mask)時的該雜音所具的波段而言。此一臨界波段乃是 愈是屬於高音域的話其波段寬度愈大，而在〇〜20 饮尺行遏用中3四t：樣·•丨MCNS)平t规(2丨0 X 2D7 «穿) _ 11 _ 81.9.25,000 200586 A6 B6

經濟部中央標準局HK工消費合作杜印M-R.I 五、發明説明（1〇) KH Z的金頻率波段中傜被分割成例如有2 5値臨界波段 〇 亦即，在第1圖中，输入端子10内被输入了例如： 0〜20KHZ的音響PCM訊號。此一输入訊號僳被由 所諝的QMF3I波器等所組成的波段分割濾波器1 1分割 為：0〜10KH.Z的波段以及ΙΟΚΗζ〜20KHz 的波段，而0〜ΙΟΚΗζ波段的訊號則被由相同的 QMF濾波器等所組成的波段分割濾波器12再分割成Ο 〜5KHz的波段以及5KHz〜1OKHz的波段。 由前述波段分割濾波器11送來的1OKHz〜 2 OKH z的波段的訊號則被送到直交變換電路的一値例 子之M D C T (Modified Discrete Cosine Transform) 電路13及區塊大小之決定電路19;而由前述波段分割 濾波器12送來的5KHz〜1OKHz的波段的訊號則 被送到MDCT電路14及區塊大小之決定電路20 ;而 由波段分割濾波器1 2送來的0〜5KH z的波段的訊號 則被送到MDC T電路1 5及區塊大小之決定電路2 1。 利用前述區塊大小的決定電路19、 20、 21來決定 MDCT處理之際的區塊大小，根據前述MDCT電路 13、 14、 15對於由前述波段分割濾波器11、 12 送來的訊號以前述區塊大小決定電路19、 20、 21的 區塊大小來分別實施M D C T處理。 此處，各MDCT電路13、 14、 15的區塊大小 的具體例偽顯示於第2圔中。在此第2圖的具讎例中，愈 (·請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝· 訂· 又疗浈用中闪3家！* 甲规洛（2K> X 297公贷） -12 - 81.9.25,000 200586 A6 _ B6_ 五、發明説明（u) 羼高音域側的話頻率波段愈加寬，同時亦提高時間分解能 (即縮短區塊的長度）。亦即，對於低音域側的0〜5 KHz波段的訊號以及中音域側的5KHz〜1OKHz 波段的訊號分別以bz、b*的區塊被實施一次的 MDCT處理的期間内，對於高音域側的1OKHz〜 2 OKHz的波段的訊號則是以b〃、的區瑰共被實 施兩次的M D C T處理。 在本實施例中，傜以這種方式將各波段的直交變換匾 塊取樣數做成相同，以一方面謀求裝置的簡化，一方面在 於臨界波段寬度較窄的低音域侧提高頻率分解能力，在於 對於過渡性的訊號而言含有較多優勢的成分之离音域侧則 提高時間分解能力。又，在本實施例中，因亦設想到有訊 號的時間性變化較大的情況，因此各個波段允許被實施 1/2、 1/4之順應性的區塊分割。 其次再回到第1圖，於各MDCT電路13、 14、 1 5經MDC Τ處理而得的頻率軸上的頻譜資料或者 • MDCT像數資料，亦即每次以一個所謂的臨界波段（οι* it ical band) 或者在於高音域的話 則是將臨界波 段再予 以分割後的一値波段來送到前述順應性位元分配编碼電路 16、17、18。 在前述順應性位元分配编碼電路16、 17、 18之 中，則因應前述臨界波段所被分配到的位元數或者在於高 音域被將臨界波段予以再分割的每一傾波段所分配到位元 率，將各頻譜資料（或者MDCT係數資料）再量化。至 Μ:、张 Κ/ϊ 用中 Γ9 囵文忮 (CNS)甲 4 規 β (2丨(> X 297 公贷） _ - 81.9.25.000 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂- •線· 200586 A6 B6 經濟部t央標準局3工消費合作杜印*·'- 五、發明説明（！2 ) 於這種順應性位元分配缠碼電路16、 17、 18的具臁 構成則容後說明。 以這種方式被纗碼後的資料則是經由输出端子2 2、 24、 26而被取出。此時，再將前述已被编碼的資料與 用來表示那一種訊號的大小之正規化己經被執行過了之浮 動（floating)情報、以及用以表示以那一種位元長度來 進行量化之位元長度情報同時被送往後段的電路構成。 此處，佐以第3圖來說明前述順應性位元分配编碼電 路的具體構成。 前述第1圖所示的MDCTIg路13、14、15所 輸出傜經由第3圖所示的順應性位元分配编碼電路的輸入 端子4 0 0而送入用來計算出毎一値波段的能量之能量算 出電路3 0 3。 在這傾用來算出每一値波段的能量的能量算出電路 303中，係利用計算用在各波段内的各振幅值的2次方 的平均值的平方根等方法而求出前述每一値臨界波段的能 量，或者求出在高音域將臨界波段予以再分割後的毎一値 波段的能量。此外，亦可使用振幅值的峰值或平均值來取 代此各波段的能量。 從前述能量算出電路303所送出的輸出，例如：每 —値臨界波段的總和值的頻譜、或者在於高音域的話是為 將臨界波段再予分割後的每一個波段的總和值的頻譜，偽 成為例如第4圖所示的頻譜（三祐頻譜；Bark Spectrum )SB。伹在此第4圖中，為了簡略該圖示，係以12波 C請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁). —装· 訂. 丨'%· 31.9.25,000 -14 200586 A6 B6 五、發明説明（13 ) 段（Bi〜Βί2)來表現前述臨界波段或者在於离音域的 話像將臨界波段予以再分割過的波段的波段數。 此處，假設在於本實施例中，用來表現MDCT偽數 而可用來傳送或者記錄之位元數為1 OOKb ρ s的話， 則做成使用了其中的1 00Kb p s之固定位元分配型樣 。又，此一可使用的位元數之1 OOKb p s係在於例如 :可使用的總位元數輸出電路3 0 2中被設定。而此一可 使用的總位元數亦可從外部輸入。 又，在本實施例中，準備了複數個用來行前述的固定 位元分配之位元分配型樣.可根據訊號的性質而做各種選 擇。在第3圖的構成中，固定位元分配電路305僳具有 r 各種可令與前述1 〇〇Kb p s對應的短時間的區塊的位 元量分布於各頻率之不同型樣。 亦卽，在前述固定位元分配電路305之中，待別是 準備了複數個在於中音域及高音域有不同的位元分配率之 不同型樣。而且做成：選擇所謂「訊號的大小愈小的話， 則愈高音域的位元分配置愈少」之型樣。藉由如此作法， 可令其發揮所諝「愈是小訊號的時候高音域的感度愈降低 之響度（loundness)效果」。又，至於此時的訊號大小 雖然亦可以使用金波段的訊號的大小，但也可利用例如使 用了濾波器等非區塊化頻率分割電路的輸出或者M D C T 的輸出。 又，在本實施例中，鼸於依存於能量之位元分配，像 針對於各小區塊的能量的d B值乘以針對該毎一値小匾塊 C請先閲讀背面之注意事項再埸寫本頁) •裝. 訂. 線· 疋斤適用中闪囚它炫(CNS) T t規格（:川> X 2W及） -15 — 81.9.25,000 200586 A6 B6 五、發明説明 (14 ) (·諝先閲讀背面之注意事項再塡窝本頁) 預先設定的偽數以行加重份置，並使前述位元分配與該加 重份置所得之值成正比。此處，藉由將前述加重份量僳數 設定成：在低音域為較大的值之方式，而得以讓較多的位 元被分配到低音域。又，這種依存於能量的位元分配偽藉 由被供給前述能量算出電路3 0 3的輸出之依存能量位元 分配電路304來執行。 亦即，.在於此一依存能置位元分配電路3 04中，偽 與前述固定位元分配同樣地準備了複數種前述加重份量像 數的形樣，並做成利用輸入訊號來進行這些複數型樣之切 換，或者使用例如：藉由輸入訊號來將雨加重份量的形樣 予以補間過的加重份置之形樣來計算依存於能量的位元分 配。是以，在本實施例中，可藉由利用輸入訊號來變化加 重份量之傜數，而得以變成更適合於聽覺（聽感）之位元 分配，以謀求提高音質。 經濟部t央標準局員工消費合作社印-j 在第3圖中，對於前述形式之固定位元分配形樣的分 配值與依存於三祐頻證（Bark Spectrum) S B之位元分 配值之兩者的分割率，乃是由表示訊號頻譜的平滑度之指 標來決定的。亦即，在本實施例，係將前述能置算出電路 3 0 3的輸出送往頻譜平滑度算出電路3 0 8,並在該頻 譜平滑度算出電路308之中，將訊號頻譜的相鄰值之間 的差的絶對值之和除以訊號頻譜的和所得的值當作指標來 予以算出，並將此一指標送往用以求出前述位元分配的分 割率之位元分割傘決定電路3 0 9。 由前述位元分割率決定電路3 0 9送出的分割率資料 -16 - 81.9.25,000 200586 經濟部中央標準局WTX消費合作杜印製_ A6 B6_ 五、發明説明（15 ) 分別被输到：被供給前述固定位元分配電路3 0 5的输出 之乘法器4 0 2、以及被供給前述依存能董位元分配電路 3 04的輸出之乘法器40 1。此等乘法器40 1、 402的輸出被送往和值算出電路306。亦卽，固定位 元分配以及依存於毎一個波段的臨界波段的位元分配的值 、或者與依存於在於高音域的話像為將跑界波段予以分割 後之每一傾波段之頻譜之位元分配的值之間的和值像由前 述和值算出電路3 0 6所蓮算出來，此一蓮算結果僳從输 出端子（各波段的位元分配量輸出端子）307送往後段 的電路構成以便在於量化時使用。 又，關於求出前述分割率的其他方法，亦可使用例如 :先計算出將前述被加重份童過的能置的d B值乘以由前 述指標所求得之0〜1之間的值之指數R所得的值之總合 S1 ;以及計算出將（1 一 R)的值乘以對於各小匾塊之 固定位元分配型樣所得的值之總合S2,並將此一 S1及 S2所佔之該S1及S2的總和值之比例作為：依存能量 的位元分配與固定型樣的位元分配之兩者間的分割率之方 法。 此處，對於本實施例的構成输入具有例如第5圔所示 的頻譜之訊號的時候之位元分配的樣子顯示於第6圖。但 在第5圖、第6圖中，將頻譜予以量化的波段數設定為 1 2個。在第6圖中，斜線部份的矩形表示根據各區塊的 訊號成份的大小而被分配到的位元數，圔中斜線部份以外 的矩形則表示根據固定性的型樣而被分配到各區塊中的位 -17 - 81.9.25,000 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •_装_ 訂· -1% A6 B6 200586 五、發明説明（16 ) 元數，在區塊中偽被分配了相當於此等的和值的位元數。 又，在前述第5圏、第6圖中的數值雖然不是以整數值來 表現而是以取實數值的方式的表現，但這僅是表現途中的 計算過程者而已，最終而言，藉由將此等數值予以四捨五 入，而求出對於各匾塊的分配位元數的話即可。 第5圖所示的輸入訊號之中傜包含了具有與圖中A、 B、C之三値大致相同大小孤立頻譜之訊號成份。此時， 若依以往所行的方式的話，為了將依據各區塊的訊號成分 的大小而被分配的位元分配成可使訊號雜音待性接近最佳 ，例如：在於圖中的區塊第2、第6、第10的各區塊中 除了被分配了依據固定性的型樣而分配的位元之外，另外 再被附加入大致相同數的位元。相對地，在本發明的實施 例的位元分配方法之中，則是依圖中區塊第2、第6、第 1 ◦的順序來附加入由多到少的位元。因此，根據本發明 實施例的位元分配方法，在與以往的方法比較之下，在於 高音域這一側的訊號雜音特性雖然會稍微惡化，但是在低 音域這一側的訊號雜音特性將可有效地改善。 又，在於使用了本發明的實施例的位元分配方法的時 候所産生之高音域侧的雜音，若就原本人類的耳朵的感度 對於頻率之依存性而言的話，因較之低音域的雜音較難閬 得出來，而且也容易被低音域側的訊號所掩蔽之故，在於 聽感上並不構成太大的問題。 因此，若使用本實施例的位元分配方法的話，由於可 以抑制比較容易被耳朵所感受到的低音域倒的雜音之故， 又/Ϊ適用中因囚宋懔準（CNS)中'1規济（21.0 X 297公兑） _ 1fi _ 81.9.25,000 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -装. 訂. 經濟部中央標準局3工消費合作杜印製| 絰濟部中央標準局3工消費合作社印製| 200586 A6 _____B6_ 五、發明説明（17 ) 可有效地謀求改菩聽感上的音質。 此外，此處所應注意之點，在根據本實施例的位元分 配方法的時候，例如第5圖中的第6號區塊中雖然被分配 較之第2號區塊更少的位元數，但是卻較之第4圃區塊被 分配較多的位元數。這種位元的分配方式，並不是單純地 應用所謂對於低音域分配較多的位元之「固定位元分配的 型樣」邸可獲得者，而是要以前述的方式，乃是將依存於 各小區塊中的訊號大小之位元分配，因應於該小區塊所對 應的波段以進行加重份量之作法方能逹成的。 又，在本實施例中，MDCT的結果所獲得的頻譜， 在於100Hz以下的低音域中的話，假定只能獲得數支 的程度而已。在這種情況，在於由計算所獲得的低音域側 的各頻譜中混入著許多相當於較之更高音域的頻率的訊號 之故，而有必要在於低音域側分配充分夠多的位元數。因 此，近似性的只要做成：將根據各區塊的訊號成分的大小 而被分配的位元分配成愈是在於愈低音域側則分配愈多的 話即可。 再者，將用以求得頻譜的區間採用得更長，例如：假 如是將1OOHz以下的頻譜可以充分的密集度來獲得的 高效率编碼裝置的話，將依存於對於人類的耳朵的感度較 低的頻譜例如相當於低於5 Ο Η z以下的頻譜的訊號大小 之位元的分配上，亦可做成：少於對於超過50Hz以上 的波段之位元分配的數目，亦即低於5 0Hz·以下的波段 分配較少位元數，超過5 0 Hz以上的波段分配較多的位 (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) 丨装· 訂· i4. 衣？:Uft 又 /| 適用申 15 P3 京繾；丨1 (CMS) ΊΜ 悦 Β (2Η> X 297 « 贷） -19 - 81.9.25,000 200586 A6 __ B6_ 五、發明説明（18 ) 元數。 第7圓像顯示用來將被前述本實施例的高效率鏞碼裝 置所進行過高效率编碼遇的訊號再度予以解碼之解碼装置 之構成。 亦即，在此第7圖中，各波段之已被置化的MDCT 傜數被給予到解碼電路输入端子122、 124、 126 ,而且被使用的區塊大小的情報被給予到输入端子123 、：L 25、127。經過了這些输入端子後的訊號則被送 到解碼電路（順應性位元分配编碼電路）116、117 、118。在前述解碼電路116、 117、 118中偽 使用前述順應性位元分配情報而解除位元分配。 接下來，前述解碼電路116、 117、 118的输 出被送到IMDCT電路113、114、115。而且 前述IMDCT電路113、114、115中傺被送入 經由前述端子123、 125、 127而送入的區塊大小 的情報。在此等IMDCT電路113、114、115 中，頻率軸上的訊號被變換成時間軸上的訊號。該 IMDCT電路113、 114、 115來的部份波段的 時間軸上的訊號則藉由IQMF霉路112、 111而被 解碼成全波段訊號。此等被解碼後的訊號從输出端子 1 1 0而輸出到後段的電路構成中。 根據第7圔的解碼裝置，可藉由小規棋的構成來將從 前述高效率编碼裝置送來的编碼資料予以解碼，同時可獲 得音質非常優異的解碼訊號。 :义/t遇用中（¾ Η京鮮（CNS)甲！規炫⑵〇 X 297公楚) 8ι.9.25 000 —xf 1 ·>» 1 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂. 經濟部中央棵準局3工消费合作社印5.^.- 200586 A6 B6 五、發明説明（19 ) C本發明之效果〕 由以上的説明可知，根據本發明的高效率编碼裝置， 僳將可使用於位元分配的所有位元都予以分割使用於：無 論對於怎麼短的時間都被預先設定好的固定位元分配形樣 的部份、以及可行依存於各區塊的訊號大小之位元分配的 部份，並且在固定位元分配的形樣之外，即使針對於依存 於各區塊的訊號大小的位元分配亦是因應該區塊所對應的 波段予以行加重份量之故，無論訊號的頻譜是平坦的情況 、或者不僅是只有一支孤立的頻譜存在的情況，即使是在 於輸入存有多數値陡峻的頻譜之形式的訊號的情況下，不 必經由複雜的掩蔽計算即可達成符合聽覺的位元分配，而 只要藉由小規模且較低的位元率即可達成具有良好音質的 高效率编碼。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖是本發明的賁施例的高效率編碼裝置的構成例 之方塊電路圖。 第2圖是用以説明本發明的實施例的高效率编碼裝置 的訊號頻率及時間分割之圖。 第3圖是本發明的實施例的高效率编碼裝置的順應性 位元#配编碼電路的構成（位元分配的數則之一例）所示 之圖。 第4圖是三祐頻譜所示之圖。_ t纸依尺/ί適用.中同3京炫华（CNS)屮规涔（210 X 么、货> _ _ 81.9.25.000 (請先閲讀背面之注意事項再璜寫本頁) ，裝. 訂 —22 - 200586 A6 __B6 五、發明説明（2〇 ) 第5圖是本發明的實施例的高效率编瑪裝置中的输入 訊號的頻譜之一例所示之圓。 第6圖是用以説明本實施例的高效率编碼裝置對於输 入訊號的位元之分配方式之圖。 第7圖是本實施例的离效率解碼裝置的構成例所示的 方塊電路圖。 〔圖號說明〕 10:高效率编碼裝置之輸入端子 11、12:波段分割濂波器 13、 14、 15:MDCT電路 16、17、18:順應性位元分配编碼電路 19、20、21 :區塊大小決定電路 22、 24、26 :编碼输出端子 23、 25、27:區塊大小的情報輸出端子 122、 124、 126:编碼输入端子 123、 125、127:區塊大小的情報输入端子 116、 117、 118:順應性位元分配解碼電路 113、 114、 115:IMDCT電路 112、 111:IQMF電路 110:高效率解碼装置輸出端子 3 0 2 :可使用的總位元數輸出電路 303:每一波段的能量之算出電路 304:依存能置位元分配電路 81.9.25,000 (請先聞讀背面之注意事項再填窝本頁) i裝. 訂· 200586 A6B6 五、發明説明（21 3 0 5 3 0 6 3 0 7 3 0 8 3 0 9 固定位元分配電路 位元和算出電路 各波段的位元分配量輸出端子 頻譜平滑度算出電路 位元分割率決定電路 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 中 央 櫺 準 局 貝 工 消費 合 作 社 印 製 Μ人張义/f適用中！_g四孓怍準（CNS) T 4圯找（210 X ‘297公兑） 81.9.25,000 -23 -

Claims (1)

1. 200586 ^ __D7__ 六、申請專利.苑® 1.一種藉由將所輸入的數位資料予以行順應性位元 分配而進行高效率編碼之高效率編碼裝置，其特徵為： (請先閲讀背面之注意事項再蜞寫本頁) 該裝置係具有一順應性位元分配手段，偽將可用於位 元分配的所有位元皆予以分割成：針對在於時間及頻率皆 被細分過的每一個小區塊皆行預定的固定位元分配的形樣 部份、以及執行依存於各小區塊中的訊號大小之位元分配 的部份來使用；並且在執行前述依存於各小區塊中的訊號 大小之位元分配時，因應於各小區塊所對應的頻率波段而 予以行加重份量處理者。 2 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中前述順應性 位元分配手段係做成：將因應於前述的小區塊所對應的頻 率波段而進行的位元分配之加重份量的處理，依照如果是 具有相同的訊號能量的話，則在於低音域這一側分配較多 位元之方式來行加重份量者。 經.濟部中夬標準局3工消评合作ih印" 3 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中前述的順應 性位元分配手段係做成：將可用於位元分配的所有位元分 割成：針對在於時間及頻率皆被細分過的每一値小區塊皆 行預定的固定位元分配的形樣部份、以及執行依存於各小 區塊中的訊號大小之位元分配的部份來使用時的兩個部份 的分割比例當作依存於輸入訊號之分割比例而進行位元分 配者。 4 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中前述的順應 性位元分配手段偽做成：將根據因應前述小區塊所對應的 頻率波段所加重的份量而執行依存於小區塊中的訊號大小 木讥诅尺度逋川半（CNSVrUJJ格(210x297公处） -24 - A 7 B7 200586 C7 六、申請專利苑園 之位元分配，係根據因所輸入的訊號之不同而産生變化的 加重份量的傜數來執行者。 (請先«!讀背面之注意事項再溪寫本頁) ’打， 經濟部中夬標箏局只工消费合作代印奴 本紙诋尺度逍川十《 «宋柢:f-(CHS) T 4规格（210 X 297公釐） -25 -