WO1998003036A1 - Verfahren zum codieren und decodieren von stereoaudiospektralwerten - Google Patents

Verfahren zum codieren und decodieren von stereoaudiospektralwerten Download PDF

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WO1998003036A1
WO1998003036A1 PCT/EP1997/002874 EP9702874W WO9803036A1 WO 1998003036 A1 WO1998003036 A1 WO 1998003036A1 EP 9702874 W EP9702874 W EP 9702874W WO 9803036 A1 WO9803036 A1 WO 9803036A1
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spectral values
coding
coding table
stereo
section
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PCT/EP1997/002874
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Uwe Gbur
Martin Dietz
Bodo Teichmann
Karlheinz Brandenburg
Heinz GERHÄUSER
Jürgen HERRE
James Johnston
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
At & T Laboratories/Research
Lucent Technologies
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/008—Multichannel audio signal coding or decoding using interchannel correlation to reduce redundancy, e.g. joint-stereo, intensity-coding or matrixing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H04S1/007—Two-channel systems in which the audio signals are in digital form

Definitions

  • the present invention relates to encoding and decoding stereo audio spectral values, and more particularly to indicating the fact that stereo intensity encoding is active.
  • Modern audio coding methods or decoding methods which operate according to the MPEG layer 3 standard, for example, are able to compress the data rate of digital audio signals by a factor of twelve, for example, without noticeably deteriorating the quality thereof.
  • the redundancy and irrelevance of the two channels among one another is also used in the stereo case.
  • the MS stereo method known to those skilled in the art essentially uses the redundancy of the two channels with one another, a sum of the two channels and a difference between the two channels being calculated, which then each transmit as modified channel data for the left and right channel become.
  • the redundancy between the two channels removed in the encoder is added again in the decoder. This means that the MS stereo procedure is exactly reconstructive.
  • the intensity stereo method primarily uses stereo irrelevance.
  • stereo irrelevance it can be said that the spatial perception of the human hearing system depends on the frequency of the perceived audio signals. At lower frequencies, both the amount and phase information of both stereo signals are evaluated by the human auditory system, the perception of high-frequency components being based primarily on the analysis of the energy-time envelopes of both channels. The exact phase information of the signals in both channels is therefore not relevant for spatial perception. This property of the human ear is used to use the stereo irrelevance for further data reduction of audio signals by the intensity stereo method.
  • the stereo intensity method cannot resolve precise location information at high frequencies, it is therefore possible to transmit a common energy envelope for both channels instead of two stereo channels L, R from an intensity limit frequency determined in the encoder.
  • a common energy envelope for both channels instead of two stereo channels L, R from an intensity limit frequency determined in the encoder.
  • roughly quantified direction information is also transmitted as side information.
  • the bit savings can be up to 50%.
  • the IS method in the decoder is not exactly reconstructive.
  • mode_extension_bit indicates that the IS method is active at all in a block of stereo audio spectral values, each block having an associated one Mode_extension_bit.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of the known IS method.
  • L ⁇ and R ⁇ here represent the stereo audio spectra values of channel L and channel R in any scale factor band.
  • the use of the IS method is only permitted above a certain IS cutoff frequency, in order to avoid coding errors in the coded Introduce stereo audio spectral values. Therefore, the left and right channels must be coded separately in a range from 0 Hz to the IS cutoff frequency.
  • the determination of the IS cutoff frequency as such is carried out in a separate algorithm which does not form part of this invention. From this limit frequency, the encoder encodes the sum signal of the left channel 10 and the right channel 12, which is formed at the summation point 14.
  • scaling information 16 for channel L and scaling information 18 for channel R are also necessary for decoding.
  • scale factors for the left and right channels are transmitted.
  • the scaling information 16 and 18 are transmitted as side information in addition to the coded spectral values of the channel L and the channel R.
  • a decoder supplies decoded audio signal values to a decoded channel L '20 or to a decoded channel R' 22, the scaling information 16 for channel R and the scaling information 18 for channel L with the decoded stereo audio spectral values of the respective channels an L multiplier 24 or an R multiplier 26 in order to decode the originally coded stereo audio spectral values again.
  • the stereo audio spectral values for each channel are grouped into so-called scale factor bands. These bands are adapted to the perceptual properties of the hearing. Each of these bands can be amplified with an additional factor, the so-called scale factor, which is transmitted as side information for the respective channel and which represents part of the scaling information 16 and the scaling information 18 from FIG. 1. These factors shape an interference noise introduced by quantization in such a way that it is "masked" taking psychoacoustic considerations into account and thus becomes inaudible.
  • FIG. 2a shows a format of the encoded right channel R, which is used, for example, in an audio coding method MPEG layer 3. All further explanations regarding the intensity stereo coding also relate to the method according to the MPEG layer 3 standard.
  • the individual scale factor bands 28, into which the stereo audio spectral values are grouped, are shown schematically in the first line in FIG. 2a.
  • the same bandwidth of the scale factor bands drawn in FIG. 2a only serves for clarity of presentation and will not occur in practice due to the psychoacoustic properties of the auditory system.
  • the third line of FIG. 2a contains part of the page information 34 for the right channel.
  • This part of the side information 34 shown consists, on the one hand, of the scale factors skf for the area below the IS cut-off frequency and of direction information rinfo 36 for the area above the IS cut-off frequency 32.
  • This directional information is also used in the intensity stereo method to ensure a rough spatial resolution of the IS-coded frequency range.
  • This direction information rinfo 36 which is also called intensity positions (is_pos), is therefore transmitted in the right channel instead of the scale factors. It should be noted once again that below the IS cutoff frequency, the scale factors 34 corresponding to the scale factor bands 28 are still present in the right channel. The intensity positions 36 indicate the perceived stereo imaging position (the ratio from left to right) of the signal source within the respective scale factor bands 28. In each scale factor band 28 above the IS cutoff frequency, the decoded values of the transmitted stereo audio spectral values are scaled according to the MPEG Layer 3 method by the following scaling factors k L for the left channel and k R for the right channel:
  • is_ratio tan (is_pos- ⁇ r / 12) (3)
  • R ⁇ and L ⁇ represent the intensity stereo decoded stereo audio spectral values.
  • the transition from the quantized sum spectral values not equal to zero to the zero values in the right channel can implicitly indicate the IS cut-off frequency to the decoder with the MPEG Layer 3 standard.
  • the transmitted channel L is thus calculated as the sum of the left and the right channel
  • the transmitted direction information can be determined using the following equation:
  • nint [x] represents the function "next integer", where E L and E R are the energies in the respective scale factor bands of the left and right channels.
  • the stereo audio spectral values are grouped into the scale factor bands, these bands being adapted to the perceptual properties of the hearing.
  • these scale factor bands are now divided into exactly three regions. In order to Areas with the same signal statistics should now be grouped. This is advantageous for the redundancy reduction now taking place by means of the known Huffman coding.
  • the non-backward-compatible NBC coding method which is currently in the standardization process, differs from the standard audio coding method MPEG Layer 3, among other things, in that not only exactly three regions from scale factor bands are allowed in the bitstream syntax for this method, but that so-called sections or "sections" can be present in any number and can have any number of scale factor bands.
  • a section is now assigned a corresponding Huffman table from a plurality of such tables in analogy to the previously described method in MPEG Layer 3 to achieve a maximum redundancy reduction, which table is then to be used for decoding. In extreme cases, for example, a section consists of only a single scale factor band. In practice, however, this is unlikely to occur, since the page information required would then be much too large.
  • the NBC method has a total of 16 Huffman coding table numbers that are transmitted as 4-bit values. This means that one of the twelve existing coding table numbers can be selected.
  • the object of the present invention is to provide methods for coding or decoding stereo audio spectral values, in which information relevant to the coding or decoding is signaled with a minimal amount of side information. This object is achieved by a method for encoding stereo audio spectral values according to claim 1 and by a method for decoding stereo audio spectral values partially encoded in the intensity stereo method according to claim 2.
  • the present invention is based on the recognition that additional coding table numbers which are not used to refer to coding tables can indicate other information relevant for a section.
  • the "additional" code table numbers are the code table numbers that do not refer to code tables. Due to a 4-bit coding of twelve different coding table numbers, the numbers 13, 14 and 15 are, as it were, freely available for assignment with other information.
  • two (no. 14 and no. 15) of the three (no. 13, no. 14 and no. 15) additional coding table numbers are used in order to, on the one hand, refer to an intensity which is present in a section. Coding and on the other hand to point out the mutual phase relationship of IS-coded stereo audio spectral values in two stereo channels.
  • the additional unused coding table number 13 can be used to indicate adaptive Huffman coding.
  • 2a shows a format of the data in the presence of stereo intensity coding for the right channel for the standard MPEG Layer 3
  • 2b shows a format of the data in the presence of stereo intensity coding for the right channel for the MPEG-NBC method
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a decoder that implements the present invention.
  • a method for encoding stereo audio spectral values and the method for decoding stereo audio spectral values partially encoded in the intensity stereo method according to a first exemplary embodiment of the present invention use novel signaling of the presence of the intensity stereo encoding within a section.
  • the first 12 coding table numbers correspond to actual coding tables.
  • the last and the penultimate coding table number it is now signaled that the stereo intensity method is used within the section to which this coding table number is assigned.
  • FIG. 2b shows a format of the data for the right channel R in the presence of stereo intensity coding, using the MPEG2-NBC method.
  • FIG. 2a or to the MPEG Layer 3 method, is that a user now has the flexibility to selectively insert or deactivate an intensity stereo coding of the stereo audio spectral values for each section even above the IS cut-off frequency 32 to switch off.
  • the IS cut-off frequency is therefore no longer a correct cut-off frequency, since with the NBC method, the IS coding can also be switched off or on again above the IS cut-off frequency.
  • the scale factors transmitted in a section with IS coding for the right channel now also represent the direction information 36 analogously to the prior art, these values themselves also being subjected to a difference and Huffman coding.
  • the right channel as already mentioned, there are no stereo audio spectral values in the scale factor bands that are not IS-coded, but a zero spectrum.
  • the left channel contains the sum signal of the left and right channels. However, the sum signal is normalized in such a way that its energy within the respective scale factor bands after IS decoding corresponds to the energy of the left channel. Therefore, the left channel can also be adopted unchanged in the decoding device if IS coding is used and does not have to be determined specifically by means of a re-scaling rule.
  • the stereo audio spectral values of the right channel can now be calculated back from the stereo audio spectral values of the left channel using the direction information is_pos 36, which are present in the side information of the right channel.
  • the stereo intensity method produces two coherent signals for the left or right channel, which differ only in their amplitude, ie intensity, depending on the direction information is_pos 36 (equations (4) and (5)).
  • the stereo intensity coding is signaled by means of two "unreal" coding table numbers, a phase relationship of the two channels to one another can be included. If the channels have the same phase position, the back-calculation rule according to the invention to be carried out in the decoder is as follows:
  • R ⁇ in the two previous equations denotes the back-calculated, i.e. decoded, stereo audio spectral values of the right channel
  • sfb denotes the scale factor band 28 to which the direction information is_pos 36 are assigned
  • L ⁇ denotes the stereo audio spectral values of the left channel, which are adopted unchanged in the decoder.
  • Coding table number 15 now indicates whether the first retroactive accounting step should be used, while coding table number 14 indicates that the second retroactive accounting rule should be used, i.e. that the two channels are out of phase.
  • a phase discriminator can be provided which, from a certain phase discriminator output value, which can be, for example, 90 °, determines that the signals are out of phase, the same being considered to be in phase with a phase difference of less than 90 °.
  • a section which consists of at least one scale factor band exists, by means of the code table numbers 14 or 15, the phase relationship of the two channels to one another is determined.
  • the side information caused by IS and phase signaling is 8 bits for a section, which is composed of four bits for the section length and four bits for the coding table number 14 or 15. If an audio signal is to be encoded which has frequent changes in the phase position in scale factor bands of its stereo audio spectral values, then according to the first exemplary embodiment a new section ("section") must be started each time the phase position is reversed from scale factor band to scale factor band.
  • a signal with a frequently changing phase position therefore generates a large number of sections, since each section can only display either the in-phase or the out-of-phase of its stereo audio spectral values in the two channels due to the coding table number assigned to it.
  • An unfavorable signal will therefore lead to a large number of sections and thus to a large amount of page information.
  • a second exemplary embodiment of the present invention allows a phase-factor coding on a scale factor band basis in a section in which the intensity coding is active.
  • this method according to the second exemplary embodiment of the present invention using an MS mask, which is described below, it is possible to encode phase factor by scale factor band without increasing the number of sections and without any additional expenditure.
  • center-side method and the intensity stereo method are mutually exclusive in a scale factor band. These two methods are therefore orthogonal.
  • MS coding of stereo audio spectral values is used in a bit stream
  • a signaling bit in the side information will be set accordingly globally turn on the MS coding. Setting this bit means that an MS bit mask is transmitted, with which it is possible to selectively switch MS coding on or off for each scale factor band (scfbd).
  • One bit is reserved in the MS bit mask for each scale factor band, which is why the length of the bit mask corresponds to the number of scale factor bands.
  • the MS scale factor information is not necessary, since the MS coding must not be activated here.
  • the MS bit mask can be used for other signaling in this area. It is therefore possible to display details of the IS coding using the MS bit mask.
  • the information relating to the phase position of the channels is specified in a section by means of the coding table numbers 14 and 15 in IS coding.
  • the coding table numbers also indicate that IS coding is active at all in a section.
  • the MS bit mask is used in the second exemplary embodiment of the present invention to allow scale factor bands with different phase positions in one section.
  • the MS bit mask is now used to indicate the phase relationship of the individual scale factor bands in this section in relation to the coding table number, which signals that IS coding is active in a section. If a bit in the MS bit mask for a scale factor band is not set (ie zero), the phase information indicated by the coding table number for the section in which the scale factor band is located is retained, while if a (ie one) bit is set in the MS bit mask for the scale factor band which is inverted by the phase table of the two channels indicated by the coding table number for the section in which the scale factor band is located. In principle, it is an EXCLUSIVE-OR link between the one indicated by the coding table number Phase position and the MS bit mask.
  • phase relationships of the two stereo channels L and R calculated from the coding table number and MS bit mask in a scale factor band located in a section in which the IS coding is used are as follows:
  • the described second exemplary embodiment of the present invention thus allows scale factor bands with stereo audio spectral values with different phase positions to occur in one section, as a result of which fewer sections than in the first exemplary embodiment have to be formed for coding. This means that less page information also has to be transmitted.
  • the additional coding table numbers can also be used to display other information relevant for a section.
  • Further information relevant to a section can, for example, indicate the use of an adaptive ven Huffman coding in one section.
  • an adapted Huffman table can be generated depending on the signal statistics.
  • the coding table number 13 instructs the coding device not to use any of the twelve fixed Huffman tables, but to use an adapted Huffman table which is not known a priori to the decoder. This is advantageous if the signal statistics in a section cannot be optimally coded, ie compressed, with one of the twelve fixed coding tables.
  • the coding is no longer fixed to the twelve fixed Huffman tables, but can generate and use a table that is optimally adapted to the signal statistics.
  • the information about the adaptive coding table is transmitted as additional page information.
  • a decoding device requires this additional side information in order to calculate back from it the adapted Huffman table used in the coding, in order to be able to correctly decode the Huffman-coded stereo audio spectral values again.
  • Audio spectral values partially coded using the intensity stereo method are each supplied to inverse quantizers 38 and 40, the inverse quantizers reversing the quantization introduced during coding.
  • the dequantized stereo audio spectral values then arrive in an MS decoder 42.
  • This MS decoder 42 reverses the middle-side coding introduced in the encoder.
  • An IS decoder 44 now uses the previously described recalculation regulations (7) and (8) in order to obtain the original stereo audio spectral values again for the IS-coded scale factor bands.
  • Respective reverse transformation devices for the left or right channel now convert the stereo audio spectral values into stereo audio time evaluate L (t), R (t).
  • the inverse transformers 46 and 48 can be implemented by an inverse MDCT, for example.

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Abstract

Ein Verfahren zum Codieren von Stereoaudiospektralwerten führt zuerst eine Gruppierung der Stereoaudiospektralwerte in Skalenfaktorbänder (28) durch, denen Skalenfaktoren zugeordnet sind. Anschließend werden Abschnitte gebildet, die jeweils aus mindestens einem Skalenfaktorband (28) bestehen. Die Spektralwerte werden nun innerhalb wenigstens eines Abschnitts mit einer dem Abschnitt zugeordneten Codiertabelle aus einer Mehrzahl von Codiertabellen codiert, welchen jeweils eine Codiertabellennummer zugeordnet ist, wobei die Codiertabellennummer der verwendeten Codiertabelle als Seiteninformationen zu den codierten Stereoaudiospektralwerten übertragen wird. Dabei ist wenigstens eine zusätzliche Codiertabellennummer vorgesehen, die nicht auf eine Codiertabelle verweist, sondern für den Abschnitt, dem dieselbe zugeordnet ist, relevante Informationen anzeigt. Ein Verfahren zum Decodieren von teilweise im Intensity-Stereo-Verfahren codierten Stereoaudiospektralwerten, welche Seiteninformationen aufweisen, verwendet die relevanten Informationen, die die zusätzlichen Codiertabellennummeren anzeigen, um die vorliegende Codierung der Steroaudiospektralwerte rückgängig zu machen.

Description

Verfahren zum Codieren und Decodieren von Stereoaudiospektralwerten
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Codieren und Decodieren von Stereoaudiospektralwerten und insbesondere auf das Anzeigen der Tatsache, daß eine Stereo-Intensity- Codierung aktiv ist.
Moderne Audiocodierverfahren bzw. -Decodierverfahren, die beispielsweise nach dem Standard MPEG-Layer 3 arbeiten, sind in der Lage, die Datenrate von digitalen Audiosignalen beispielsweise um einen Faktor zwölf zu komprimieren, ohne die Qualität derselben merkbar zu verschlechtern.
Neben einem hohen Codierungsgewinn in den einzelnen Kanälen, wie z.B. dem linken Kanal L und dem rechten Kanal R, wird im Stereofall auch die Redundanz und Irrelevanz der beiden Kanäle untereinander ausgenutzt. Bekannte und bereits verwendete Verfahren sind das sogenannte MS-Stereo-Verfahren (MS = Mitte-Seite) und das Intensity-Stereo-Verfahren (IS-Verfahren) .
Das für Fachleute bekannte MS-Stereo-Verfahren nutzt im wesentlichen die Redundanz der beiden Kanäle untereinander aus, wobei dabei eine Summe der beiden Kanäle und eine Differenz der beiden Kanäle berechnet wird, welche dann jeweils als modifizierte Kanaldaten für den linken bzw. rechten Kanal übertragen werden. Die in dem Codierer entfernte Redundanz zwischen den beiden Kanälen wird im Decodierer wieder hinzugefügt. Das heißt, daß das MS-Stereoverfahren exakt rekonstruierend ist.
Im Gegensatz dazu nutzt das Intensity-Stereo-Verfahren vornehmlich die Stereoirrelevanz aus. Bezüglich der Stereoirrelevanz ist zu sagen, daß die räumliche Wahrnehmung des menschlichen GehörSystems von der Frequenz der wahrgenommenen Audiosignale abhängt. Bei niedrigeren Frequenzen werden sowohl Betrags- als auch Phaseninformationen beider Stereosignale durch das menschliche Gehörsystem bewertet, wobei die Wahrnehmung von Hochfrequenzkomponenten hauptsächlich auf der Analyse der Energie-Zeit-Hüllkurven beider Kanäle begründet ist. Somit sind die exakten Phaseninformationen der Signale in beiden Kanälen für die räumliche Wahrnehmung nicht relevant. Diese Eigenschaft des menschlichen Gehörs wird verwendet, um die Stereoirrelevanz zur weiteren Datenreduktion von Audiosignalen durch das Intensity-Stereo-Verfahren zu verwenden.
Da das Stereo-Intensity-Verfahren bei hohen Frequenzen keine genaue Ortsinformation aufzulösen vermag, ist es daher möglich, ab einer im Codierer bestimmten Intensity-Grenzfre- quenz statt zweier Stereokanäle L, R eine gemeinsame Energieeinhüllende für beide Kanäle zu übertragen. Zusätzlich zu dieser gemeinsamen Energieeinhüllenden werden grob quanti- sierte Richtungsinformationen zusätzlich als Seiteninformationen übertragen.
Da also bei der Verwendung der Intensity-Stereo-Codierung ein Kanal nur teilweise übertragen wird, kann die Biteinsparung bis zu 50% betragen. Es ist jedoch zu beachten, daß das IS-Verfahren im Decodierer nicht exakt rekonstruierend ist.
Bei dem IS-Verfahren, das bisher in dem Standard MPEG-Layer 3 verwendet wird, wird über ein sogenanntes Modus_Erweite- rungs_Bit (mode_extension_bit) angezeigt, daß das IS-Verfahren in einem Block von Stereoaudiospektralwerten überhaupt aktiv ist, wobei jeder Block ein ihm zugeordnetes Modus_Erweiterungs_Bit aufweist.
In Fig. 1 befindet sich eine Prinzipdarstellung des bekannten IS-Verfahrens. Stereoaudiospektralwerte für einen Kanal L 10 und für einen Kanal R 12 werden an einem Summations- punkt 14 summiert, um eine Energieeinhüllende I = Lj_ + R^ der beiden Kanäle zu erhalten. L^ und R^ stellen hier die StereoaudiospektraIwerte des Kanals L bzw. der Kanals R in einem beliebigen Skalenfaktorband dar. Wie bereits erwähnt wurde, ist die Verwendung des IS-Verfahrens nur oberhalb einer bestimmten IS-Grenzfrequenz erlaubt, um keine Codierstörungen in die codierten Stereoaudiospektralwerte einzuführen. Deshalb müssen in einem Bereich von 0 Hz bis zu der IS-Grenzfrequenz der linke und der rechte Kanal separat codiert werden. Die Bestimmung der IS-Grenzfrequenz als solche wird in einem separaten Algorithmus durchgeführt, der keinen Teil dieser Erfindung darstellt. Ab dieser Grenzfrequenz codiert der Codierer das Summensignal des linken Kanals 10 und des rechten Kanals 12 , das an dem Summations- punkt 14 gebildet wird.
Zusätzlich zu der Energieeinhüllenden, d.h. dem Summensignal aus linkem und rechtem Kanal, die beispielsweise in dem codierten linken Kanal übertragen werden kann, sind ferner Skalierungsinformationen 16 für den Kanal L sowie Skalierungsinformationen 18 für den Kanal R für eine Decodie- rung notwendig. Bei dem Intensity-Stereo-Verfahren, wie es beispielsweise im MPEG Layer 2 implementiert ist, werden Skalenfaktoren für den linken und den rechten Kanal übertragen. An dieser Stelle sei jedoch angemerkt, daß bei dem IS-Verfahren im MPEG Layer 3 für IS-codierte Stereoaudiospektralwerte Intensity-Richtungsinformationen lediglich im rechten Kanal übertragen werden, mit denen dann, wie es weiter hinten dargelegt ist, die Stereoaudiospektralwerte wieder decodiert werden.
Die Skalierungsinformationen 16 und 18 werden als Seiteninformationen jeweils zusätzlich zu den codierten Spektralwerten des Kanals L sowie des Kanals R übertragen. Ein Decodie- rer liefert an einem decodierten Kanal L' 20 bzw. an einem decodierten Kanal R' 22 decodierte Audiosignalwerte, wobei die Skalierungsinformationen 16 für den Kanal R sowie die Skalierungsinformationen 18 für den Kanal L mit den decodierten Stereoaudiospektralwerten der jeweiligen Kanäle an einem L-Multiplizierer 24 bzw. an einem R-Multiplizierer 26 multipliziert werden, um die ursprünglich codierten Stereoaudiospektralwerte wieder zu decodieren.
Vor dem Anwenden einer IS-Codierung oberhalb einer bestimmten IS-Grenzfrequenz oder einer MS-Codierung unterhalb dieser Grenzfrequenz werden die Stereoaudiospektralwerte für jeden Kanal zu sogenannten Skalenfaktorbändern gruppiert. Diese Bänder sind an die Wahrnehmungseigenschaften des Gehörs angepaßt. Jedes dieser Bänder kann mit einem zusätzlichen Faktor, dem sogenannten Skalenfaktor, verstärkt werden, der als Seiteninformationen für den jeweiligen Kanal übertragen wird und der einen Teil der Skalierungsinformationen 16 sowie der Skalierungsinformationen 18 aus Fig. 1 darstellt. Diese Faktoren bewirken eine Formung eines durch eine Quantisierung eingeführten Störgeräusches, derart, daß dasselbe unter Berücksichtigung psychoakustischer Gesichtspunkte "maskiert" und damit unhörbar wird.
Fig. 2a zeigt ein Format des codierten rechten Kanals R, der beispielsweise bei einem Audiocodierverfahren MPEG-Layer 3 verwendet wird. Auch alle weiteren Ausführungen bezüglich der Intensity-Stereo-Codierung beziehen sich auf das Verfahren nach dem Standard MPEG Layer 3. In der ersten Zeile in Fig. 2a sind die einzelnen Skalenfaktorbänder 28, in die die Stereoaudiospektralwerte gruppiert sind, schematisch gezeigt. Die in Fig. 2a gezeichnete gleiche Bandbreite der Skalenfaktorbänder dient lediglich der Übersichtlichkeit der Darstellung und wird in der Praxis aufgrund der psychoaku- stischen Eigenschaften des Gehörsystems nicht auftreten.
In der zweiten Zeile von Fig. 2a befinden sich codierte Stereoaudiospektralwerte sp, die unterhalb einer IS-Grenzfrequenz 32 ungleich Null sind, wobei die Stereoaudiospektralwerte in dem rechten Kanal über der IS-Grenzfrequenz, wie bereits erwähnt, zu Null (Zero_Part) gesetzt werden nsp (nsp = Nu11spektrum) . In der dritten Zeile von Fig. 2a befinden sich ein Teil der Seiteninformationen 34 für den rechten Kanal. Dieser gezeigte Teil der Seiteninformationen 34 besteht zum einen aus den Skalenfaktoren skf für den Bereich unterhalb der IS-Grenzfrequenz sowie aus Richtungsinformationen rinfo 36 für den Bereich über der IS-Grenzfrequenz 32. Diese Richtungsinformationen werden verwendet, um bei dem Intensity-Stereo-Verfahren noch eine grobe Ortsauflösung des IS-codierten Frequenzbereichs zu gewährleisten. Diese Richtungsinformationen rinfo 36, die auch Intensity-Positionen (is_pos) genannt werden, werden also anstelle der Skalenfaktoren im rechten Kanal übertragen. Es sei noch einmal angemerkt, daß unterhalb der IS-Grenzfrequenz im rechten Kanal nach wie vor die den Skalenfaktorbändern 28 entsprechenden Skalenfaktoren 34 vorhanden sind. Die Intensity-Positionen 36 zeigen die wahrgenommene Stereoabbildungsposition (das Verhältnis von links zu rechts) der Signalquelle innerhalb der jeweiligen Skalenfaktorbänder 28 an. In jedem Skalenfaktorband 28 über der IS-Grenzfrequenz werden die decodierten Werte der übertragenen Stereoaudiospektralwerte nach dem Verfahren MPEG Layer 3 durch die folgenden Skalierungsfaktoren kL für den linken Kanal und kR für den rechten Kanal skaliert:
kL = is_ratio / (l+is_ratio) (1)
und
kR = 1 / (l+is_ratio) (2)
Die Gleichung für is_ratio lautet folgendermaßen:
is_ratio = tan(is_pos-τr/12) (3)
Der Wert is_pos ist ein mit 3 Bit quantisierter Wert, wobei nur die Werte von 0 bis 6 gültige Positionswerte darstellen. Aus den folgenden beiden Gleichungen können aus dem I-Signal (I = Lj_ + R-j der linke und der rechte Kanal wieder zurückgerechnet werden: Rj_ = I • is_ratio/ (l+is_ratio) = I • kL (4)
Li - I • l/(l+is_ratio) = I ■ kR (5)
R^ und L^ stellen die Intensity-Stereo-decodierten Stereoaudiospektralwerte dar. An dieser Stelle sei angemerkt, daß das Format des linken Kanals zu dem in Fig. 2a gezeigten Format des rechten Kanals analog ist, wobei jedoch im linken Kanal oberhalb der IS-Grenzfrequenz 32 statt dem Nullspektrum das kombinierte Spektrum I = L^ + R^ zu finden ist, und wobei ferner keine Richtungsinformationen is_pos für den linken Kanal sondern gewöhnliche Skalenfaktoren vorhanden sind. Der Übergang von den quantisierten Summenspektralwer- ten ungleich Null zu den Nullwerten im rechten Kanal kann dem Decodierer beim Standard MPEG Layer 3 implizit die IS- Grenzfrequenz anzeigen.
Im Codierer wird der übertragene Kanal L also als die Summe des linken und des rechten Kanals berechnet, wobei die übertragenen Richtungsinformationen durch folgende Gleichung bestimmt werden können:
is_pos = nint[arctan(VEL/VER) • 12/π] (6)
Dabei stellt die Funktion nint[x] die Funktion "nächste Ganzzahl" dar, wobei EL und ER die Energien in den jeweiligen Skalenfaktorbändern des linken bzw. rechten Kanals sind. Diese Formulierung des Codierers/Decodierers führt zu einer annähernden Rekonstruktion von Signalen in dem linken und in dem rechten Kanal.
Wie bereits erwähnt wurde, werden bei bekannten Audiocodierverfahren die Stereoaudiospektralwerte in die Skalenfaktorbänder gruppiert, wobei diese Bänder an die Wahrnehmungseigenschaften des Gehörs angepaßt sind. Bei dem Audiocodierverfahren nach dem Standard MPEG-Layer 3 werden diese Skalenfaktorbänder nun in genau drei Regionen unterteilt. Damit sollen nun Bereiche mit gleicher Signalstatistik gruppiert werden. Dies ist zu der nun stattfindenden Redundanzreduktion mittels der bekannten Huffman-Codierung vorteilhaft. Für jede dieser Regionen aus Skalenfaktorbandern 28 wird nun eine einer Mehrzahl von Huffman-Tabellen ausgewählt, bei der der Gewinn durch die Redundanzreduktion mittels der Huff- man-Codierung mittels der ausgewählten Huffman-Tabelle am größten ist. Diese Tabelle wird in dem Bitstrom der codierten Daten mittels eines 5-Bit-Wertes für jede Region angezeigt. Es existieren 30 verschiedene Tabellen, wobei die Tabellen 4 und 14 nicht belegt sind.
Das nicht-rückwärts-kompatible NBC-Codierverfahren, welches sich gerade in der Standardisierung befindet, unterscheidet sich von dem Standardaudiocodierverfahren MPEG Layer 3 nun unter anderem darin, daß in der Bitstromsyntax für dieses Verfahren nicht nur genau drei Regionen aus Skalenfaktorbandern erlaubt sind, sondern daß sogenannte Abschnitte oder "sections" in beliebiger Anzahl vorhanden sein können und eine beliebige Anzahl von Skalenfaktorbandern aufweisen können. Einem Abschnitt wird nun in Analogie zum vorher beschriebenen Verfahren im MPEG Layer 3 zum Erreichen einer maximalen Redundanzreduktion eine dementsprechende Huffman- Tabelle aus einer Mehrzahl derartiger Tabellen zugeordnet, welche dann zur Decodierung verwendet werden soll. Im Extremfall besteht ein Abschnitt beispielsweise nur aus einem einzigen Skalenfaktorband. In der Praxis wird dies jedoch eher nicht auftreten, da die dann notwendigen Seiteninformationen viel zu groß sein würden. Beim NBC-Verfahren existieren insgesamt 16 Huffman-Codiertabellennummern, die als 4- Bit-Werte übertragen werden. Damit kann eine der zwölf existierenden Codiertabellennummern ausgewählt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Verfahren zum Codieren bzw. Decodieren von Stereoaudiospektralwerten zu schaffen, bei denen für die Codierung bzw. Decodierung relevante Informationen mit einem minimalen Aufwand an Seiteninformationen signalisiert werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Codieren von Stereoaudiospektralwerten gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Decodieren von teilweise im Intensity-Stereo-Verfahren codierten Stereoaudiospektralwerten gemäß Anspruch 2 gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zusätzliche Codiertabellennummern, die nicht zum Verweisen auf Codiertabellen verwendet werden, andere für einen Abschnitt relevante Informationen anzeigen können. Die "zusätzlichen" Codiertabellennummern sind die Codiertabellennummern, die nicht auf Codiertabellen verweisen. Durch eine 4-Bit-Codierung von zwölf verschiedenen Codiertabellennummern sind die Nummern 13, 14 und 15 für eine Belegung mit anderen Informationen gewissermaßen frei verfügbar. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden zwei (Nr. 14 und Nr. 15) der drei (Nr. 13, Nr. 14 und Nr. 15) zusätzlichen Codiertabellennummern verwendet, um zum einen auf eine in einem Abschnitt vorhandene Inten- sity-Codierung und zum anderen auf die gegenseitige Phasenlage von IS-codierten Stereoaudiospektralwerten in zwei Stereokanälen hinzuweisen.
Die noch nicht verwendete zusätzliche Codiertabellennummer 13 kann verwendet werden, um auf eine adaptive Huffman-Codierung hinzuweisen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. l den Signalfluß bei einem Codierungs/Decodierungs- Schema nach dem Intensity-Stereo-Verfahren;
Fig. 2a ein Format der Daten bei Vorliegen einer Stereo- Intensity-Codierung für den rechten Kanal für den Standard MPEG Layer 3; Fig. 2b ein Format der Daten bei Vorliegen einer Stereo- Intensity-Codierung für den rechten Kanal für das MPEG-NBC-Verfahren; und
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Decodie- rers, der die vorliegende Erfindung ausführt.
Ein Verfahren zum Codieren von Stereoaudiospektralwerten sowie das Verfahren zum Decodieren von teilweise im Intensity-Stereo-Verfahren codierten Stereoaudiospektralwerten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwenden eine neuartige Signalisierung des Vorhandenseins der Intensity-Stereo-Codierung innerhalb eines Abschnitts. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls 16 Codiertabellennummern vorhanden. Im Gegensatz zum Stand der Technik entsprechen jedoch lediglich die ersten 12 Codiertabellennummern (Nr. 1 bis Nr. 12) wirklichen Codiertabellen. Mit Hilfe der letzten und der vorletzten Codiertabellennummer wird nun signalisiert, daß innerhalb des Abschnitts, dem diese Codiertabellennummer zugeordnet ist, das Stereo-Intensity-Verfahren eingesetzt wird.
Fig. 2b zeigt ein Format der Daten für den rechten Kanal R bei Vorliegen einer Stereo-Intensity-Codierung, wobei das MPEG2-NBC-Verfahren verwendet wird. Der Unterschied zu Fig. 2a, bzw. zu dem Verfahren MPEG Layer 3, besteht darin, daß ein Anwender jetzt die Flexibilität besitzt, auch oberhalb der IS-Grenzfrequenz 32 eine Intensity-Stereo-Codierung der Stereoaudiospektralwerte für jeweils einen Abschnitt selektiv ein- bzw. auszuschalten. Damit ist die IS-Grenzfrequenz im Vergleich zum MPEG Layer 3 eigentlich keine richtige Grenzfrequenz mehr, da beim NBC-Verfahren auch oberhalb der IS-Grenzfrequenz die IS-Codierung wieder aus- bzw. angeschaltet werden kann. Dies war beim Layer 3 nicht möglich, d.h. die Stereoaudiospektralwerte über der IS-Grenzfrequenz mußten bei Vorliegen einer IS-Codierung für einen Abschnitt auf jeden Fall auch ganz bis zum oberen Ende des Spektralbe- reichs IS-codiert werden. Das neue NBC-Verfahren muß nun nicht für den gesamten Spektralbereich oberhalb der IS-Grenze die IS-Codierung aktivieren, sondern dasselbe erlaubt auch das Ausschalten der IS-Codierung, so dies signalisiert ist. Da nach der Bitstromsyntax für einen Abschnitt ohnehin eine Codiertabellennummer übertragen werden muß, vermehren sich bei der beschriebenen erfindungsgemäßen Signalisierung auch nicht die Seiteninformationen ("overhead") .
Die in einem Abschnitt mit IS-Codierung für den rechten Kanal übertragenen Skalenfaktoren stellen nun ebenfalls analog zum Stand der Technik die Richtungsinformationen 36 dar, wobei diese Werte selbst ebenfalls einer Differenz- und Huff- man-Codierung unterzogen werden. Im rechten Kanal stehen, wie es bereits erwähnt wurde, in den Skalenfaktorbandern die nicht IS-codiert sind, keine Stereoaudiospektralwerte, sondern ein Nullspektrum. Der linke Kanal enthält in IS-co- dierten Abschnitten das Summensignal des linken und des rechten Kanals. Das Summensignal wird jedoch derart normiert, daß seine Energie innerhalb der jeweiligen Skalenfaktorbänder nach der IS-Decodierung der Energie des linken Kanals entspricht. Daher kann der linke Kanal im Falle einer verwendeten IS-Codierung in der Decodiervorrichtung auch unverändert übernommen werden und muß nicht durch eine Rück- skalierungsvorschrift extra ermittelt werden. Die Stereoaudiospektralwerte des rechten Kanals können nun aus den Stereoaudiospektralwerten des linken Kanals unter Verwendung der RichtungsInformationen is_pos 36, die in den Seiteninformationen des rechten Kanals vorhanden sind, zurückgerechnet werden.
Wie eingangs beschrieben wurde, ergibt das Stereo-Intensi- ty-Verfahren gemäß dem Stand der Technik zwei kohärente Signale für den linken bzw. rechten Kanal, die sich lediglich in ihrer Amplitude, d.h. Intensität, in Abhängigkeit von den Richtungsinformationen is_pos 36 unterscheiden (Gleichungen (4) und (5)) . Bei der vorliegenden Erfindung kann nun, da das Vorhandensein der Stereo-Intensitäts-Codierung mittels zwei "unwirklichen" Codiertabellennummern signalisiert wird, eine Phasenbeziehung der beiden Kanäle zueinander einbezogen werden. Weisen die Kanäle die gleiche Phasenlage auf, so lautet die in dem Decodierer auszuführende erfindungsgemäße Rückrech- nungsvorschrift folgendermaßen:
R± = 0,5 Λ (0,25 • is_pos(sfb)) ' L^, (7)
während im Falle einer Gegenphasigkeit das Spektrum mit -l multipliziert wird, wodurch sich für die Berechnung des rechten Kanals folgende Gleichung ergibt:
Ri = (-1) • 0,5 A (0,25 • is_pos(sfb)) • Li. (8)
R^ bezeichnet in den beiden vorherigen Gleichungen die rückgerechneten, d.h. decodierten, Stereoaudiospektralwerte des rechten Kanals, sfb bezeichnet das Skalenfaktorband 28, dem die Richtungsinformationen is_pos 36 zugeordnet sind. L^ bezeichnet die Stereoaudiospektralwerte des linken Kanals, die im Decoder unverändert übernommen werden.
Die Codiertabellennummer 15 zeigt nun an, ob die erste Rück- rechnungsvorschritt verwendet werden soll, während die Codiertabellennummer 14 anzeigt, daß die zweite Rückrechnungs- vorschrift verwendet werden soll, d.h. daß die beiden Kanäle gegenphasig sind. Für Fachleute ist es offensichtlich, daß die Ausdrücke Gleichphasigkeit und Gegenphasigkeit im Sinne dieser Anmeldung breit verwendet werden. So kann beispielsweise ein Phasendiskriminator vorgesehen sein, der ab einem bestimmten Phasendiskriminatorausgangswert, der beispielsweise 90° sein kann, bestimmt, daß die Signale gegenphasig sind, wobei dieselben bei einem Phasenunterschied von kleiner 90° als gleichphasig angesehen werden.
Bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann also für einen Abschnitt, der aus mindestens einem Skalenfaktor- band besteht, durch die Codiertabellennummern 14 oder 15 die Phasenlage der beiden Kanäle zueinander bestimmt werden. Die Seiteninformationen, die durch IS- und Phasensignalisierung verursacht werden, betragen für einen Abschnitt 8 Bit, die sich aus vier Bit für die Abschnittslänge und vier Bit für die Codiertabellennummer 14 oder 15 zusammensetzen. Soll nun ein Audiosignal codiert werden, das in Skalenfaktorbandern seiner Stereoaudiospektralwerte häufige Änderungen der Phasenlage aufweist, so muß gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei jeder Umkehrung der Phasenlage von Skalenfaktorband zu Skalenfaktorband ein neuer Abschnitt ("section") begonnen werden. Ein Signal mit einer häufig wechselnden Phasenlage erzeugt also sehr viele Abschnitte, da jeder Abschnitt durch die ihm zugeordnete Codiertabellennummer nur entweder Gleichphasigkeit oder Gegenphasigkeit seiner Stereoaudiospektralwerte in den beiden Kanälen anzeigen kann. Ein ungünstiges Signal wird demnach zu einer großen Anzahl von Abschnitten und damit zu einer großen Menge an Seiteninformationen führen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erlaubt eine skalenfaktorbandweise Phasenlagencodierung in einem Abschnitt, in dem die Intensity-Codierung aktiv ist. Durch dieses Verfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gelingt damit unter Verwendung einer MS-Maske, die nachfolgend beschrieben wird, eine skalenfaktorbandweise Phasenlagencodierung ohne eine Vergrößerung der Anzahl von Abschnitten sowie ohne einen zusätzlichen Mehraufwand.
Für Fachleute ist es offensichtlich, daß sich das Mitte-Seite-Verfahren und das Intensity-Stereo-Verfahren in einem Skalenfaktorband gegenseitig ausschließen. Diese beiden Verfahren sind also orthogonal.
Wird eine MS-Codierung von Stereoaudiospektralwerten in einem Bitstrom verwendet, so wird ein Signalisierungsbit in den Seiteninformationen entsprechend eingestellt sein, das die MS-Codierung global anschaltet. Ein Setzten dieses Bits besagt, daß eine MS-Bitmaske übertragen wird, mit der es möglich ist, eine MS-Codierung selektiv für jedes Skalenfaktorband (scfbd) an- oder auszuschalten. Für jedes Skalenfaktorband ist in der MS-Bitmaske ein Bit reserviert, weshalb die Länge der Bitmaske der Skalenfaktorbandanzahl entspricht.
In den Skalenfaktorbandern, in denen IS aktiv ist, ist die MS-Skalenfaktorinformation nicht nötig, da die MS-Codierung hier nicht aktiviert sein darf. Die MS-Bitmaske kann in diesem Bereich für andere Signalisierungen verwendet werden. Es ist also möglich, mittels der MS-Bitmaske Details der IS-Codierung anzuzeigen. In Übereinstimmung mit dem ersten Auεführungsbeispiel werden bei der IS-Codierung die Informationen bezüglich der Phasenlage der Kanäle in einem Abschnitt mittels der Codiertabellennummern 14 und 15 angegeben. Die Codiertabellennummern zeigen ferner an, daß in einem Abschnitt die IS-Codierung überhaupt aktiv ist.
In Abweichung vom ersten Ausführungsbeispiel wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die MS-Bitmaske dafür verwendet, um in einem Abschnitt Skalenfaktorbänder mit unterschiedlichen Phasenlagen zuzulassen. Die MS-Bitmaske dient nun dazu, in Relation zu der Codiertabellennummer, die signalisiert, daß eine IS-Codierung in einem Abschnitt aktiv ist, die Phasenlage der einzelnen Skalenfaktorbänder in diesem Abschnitt anzuzeigen. Ist ein Bit in der MS-Bitmaske für ein Skalenfaktorband nicht gesetzt (d.h. Null) , so werden die durch die Codiertabellennummer für den Abschnitt, in dem sich das Skalenfaktorband befindet, angezeigten Phaseninformationen beibehalten, während bei einem gesetzten (d.h. Eins-) Bit in der MS-Bitmaske für das Skalenfaktorband die durch die Codiertabellennummer für den Abschnitt, in dem sich das Skalenfaktorband befindet, angezeigte Phasenlage der beiden Kanäle invertiert wird. Im Prinzip handelt es sich also um eine EXKLUSIV-ODER-Verknüp- fung zwischen der durch die Codiertabellennummer angezeigten Phasenlage und der MS-Bitmaske.
Im einzelnen lauten die aus Codiertabellennummer und MS-Bitmaske berechneten Phasenbeziehungen der beiden Stereokanäle L und R in einem Skalenfaktorband, das sich in einem Abschnitt befindet, in dem die IS-Codierung verwendet wird, folgendermaßen:
Codiertabellennummer 15 15 14 14 (für einen Abschnitt)
MS - Bitmaske 0 1 0 1 (für ein Skalenf.-band)
Phasenlage von L und R 0° 180° 180° 0°
Rückrechnungsvorschrift Gl. 7 Gl. 8 Gl. 8 Gl. 7
Tabelle 1
Das beschriebene zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erlaubt also das Auftreten von Skalenfaktorbandern mit Stereoaudiospektralwerten mit unterschiedlichen Phasenlagen in einem Abschnitt, wodurch weniger Abschnitte als beim ersten Ausführungsbeispiel zum Codieren gebildet werden müssen. Damit müssen auch weniger Seiteninformationen übertragen werden.
In Abweichung von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können mit den zusätzlichen Codiertabellennummern auch andere für einen Abschnitt relevante Informationen angezeigt werden.
Weitere für einen Abschnitt relevante Informationen können beispielsweise ein Hinweis auf die Verwendung einer adapti- ven Huffman-Codierung in einem Abschnitt sein. Bei einer adaptiven Huffman-Codierung kann in Abhängigkeit von der Signalstatistik eine adaptierte Huffman-Tabelle erzeugt werden. Die Codiertabellennummer 13 weist die Codiervorrichtung an, keine der zwölf festen Huffman-Tabellen zu verwenden, sondern eine adaptierte Huffman-Tabelle zu verwenden, die dem Decoder a priori nicht bekannt ist. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Signalstatistik in einem Abschnitt nicht optimal mit einer der zwölf fest vorgegebenen Codiertabellen codiert, d.h. komprimiert, werden kann. Die Codierung ist also nicht mehr auf die zwölf festen Huffman-Tabellen festgelegt, sondern kann eine optimal an die Signalstatistik adaptierte Tabelle erzeugen und verwenden. Die Informationen über die adaptive Codiertabelle werden als zusätzliche Seiteninformationen übertragen.
Eine Decodiervorrichtung benötigt diese zusätzlichen Seiteninformationen, um sich aus denselben die bei der Codierung verwendete adaptierte Huffman-Tabelle zurückzurechnen, um die Huffman-codierten Stereoaudiospektralwerte wieder korrekt decodieren zu können.
Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Deco- dierers, der das Verfahren zum Decodieren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführen kann. Teilweise im Intensity-Stereo-Verfahren codierte Audiospektralwerte werden jeweils in- versen Quantisierern 38 und 40 zugeführt, wobei die inversen Quantisierer die bei der Codierung eingeführte Quantisierung wieder rückgängig machen. Anschließend gelangen die dequan- tisierten Stereoaudiospektralwerte in einen MS-Decodierer 42. Dieser MS-Decodierer 42 macht die im Codierer eingeführte Mitte-Seite-Codierung rückgängig. Ein IS-Decodierer 44 verwendet nun die vorher beschriebenen Rückrechnungsvor- schriften (7) und (8) , um wieder die ursprünglichen Stereoaudiospektralwerte auch für die IS-codierten Skalenfaktorbänder zu erhalten. Jeweilige Rücktransformationseinrich- tungen für den linken bzw. rechten Kanal führen nun eine Umsetzung der Stereoaudiospektralwerte in Stereoaudiozeit- werte L(t) , R(t) durch. Für Fachleute ist es offensichtlich, daß die Rücktransformationseinrichtungen 46 und 48 beispielsweise durch eine inverse MDCT ausgeführt werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Codieren von Stereoaudiospektralwerten, mit folgenden Schritten:
Gruppieren der Stereoaudiospektralwerte in Skalenfaktorbänder (28) , denen Skalenfaktoren zugeordnet sind;
Bilden von Abschnitten, die jeweils aus mindestens einem Skalenfaktorband (28) bestehen;
Codieren der Stereoaudiospektralwerte innerhalb wenigstens eines Abschnitts mit einer dem wenigstens einen Abschnitt zugeordneten Codiertabelle aus einer Mehrzahl von Codiertabellen, denen jeweils eine Codiertabellennummer zugeordnet ist, wobei die Codiertabellennummer der verwendeten Codiertabelle als Seiteninformationen zu den codierten Stereoaudiospektralwerten übertragen wird,
wobei wenigstens eine zusätzliche Codiertabellennummer vorgesehen ist, die nicht auf eine Codiertabelle verweist, sondern für den Abschnitt, dem dieselbe zugeordnet ist, relevante Informationen anzeigt.
2. Verfahren zum Decodieren von codierten Stereoaudiospektralwerten, die Seiteninformationen aufweisen, mit folgenden Schritten:
Erfassen je einer Codiertabellennummer aufgrund der Seiteninformationen für jeden Abschnitt der codierten Stereoaudiospektralwerte;
Decodieren der Stereoaudiospektralwerte eines Abschnitts mit einer Codiertabellennummer, die nicht auf eine Codiertabelle verweist, sondern für den Abschnitt, dem dieselbe zugeordnet ist, relevante Informationen anzeigt, gemäß den angezeigten Informationen; und Decodieren der Stereoaudiospektralwerte eines weiteren Abschnitts, dessen Codiertabellennummer auf eine entsprechende Codiertabelle verweist, unter Verwendung dieser Codiertabelle.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 ,
bei dem mindestens eine zusätzliche Codiertabellennummer auf eine Codierung nach dem Intensity-Stereo- Verfahren der Stereoaudiospektralwerte des zugeordneten Abschnitts hinweist.
4. Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem mindestens eine zusätzliche Codiertabellennummer auf eine adaptive Huffman-Codierung der Stereoaudiospektralwerte des zugeordneten Abschnitts hinweist.
5. Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die wenigstens eine zusätzliche Codiertabellennummer für einen Abschnitt, der nach dem Stereo-Inten- sity-Verfahren codiert ist, ferner eine Phasenbeziehung zwischen zwei Stereokanälen anzeigt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
bei dem eine von zwei zusätzlichen Codiertabellennura- mern eine gleiche Phasenlage der zwei Stereokanäle anzeigt, wobei folgende Rückrechnungsvorschrift zum In- tensity-Decodieren gilt:
R-L = 0,5 A (0,25 • is_pos(sfb)) • L^,
wobei is pos Intensity-Richtungsinformationen für das vorhandene Skalenfaktorband darstellt , während L^ die normierten Summensignale der Stereoaudiospektralwerte des linken (L) und des rechten (R) Kanals sind .
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 ,
bei dem eine von zwei zusätzlichen Codiertabellennummern eine gleiche Phasenlage der zwei Stereokanäle anzeigt , wobei folgende Rückrechnungsvorschrif t zum In- tensity-Decodieren gilt:
Rj = (-1 ) • 0 , 5 Λ ( 0 , 25 • is_pos (sfb) ) • L^
wobei is_pos Intensity-Richtungsinfor ationen für das vorhandene Skalenfaktorband darstellt, während L^ die normierten Summensignale der Stereoaudiospektralwerte des linken (L) und des rechten (R) Kanals sind.
8. Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Intensity-Stereo-Verfahren in einem linken Kanal ein normiertes Summensignal der Stereoaudiospektralwerte des linken und des rechten Kanals und als Seiteninformationen Skalenfaktoren bildet, während in dem rechten Kanal das Spektrum Null ist und Intensity- Richtungsinformationen als Seiteninformationen codiert werden.
9. Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem eine Bitmaske, die ein Bit für jedes Skalenfaktorband aufweist, verwendet wird, wobei ein Bit der Bitmaske für ein Skalenfaktorband in einem Abschnitt, dem eine der zusätzlichen Codiertabellennummern zugeordnet ist, mit der zusätzlichen Codiertabellennummer verknüpft wird, um ein Phasenbeziehung für zwei Stereo- kanäle zu bestimmen .
10. Verfahren gemäß Anspruch 9 ,
bei dem die Bitmaske eine MS-Bitmaske ist und die zusätzlichen Codiertabellennummern mit der MS-Bitmaske skalenfaktorbandweise mittels einer EXKLUSIV-ODER-Ver- knüpfung verknüpft werden .
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