專利名稱：聲頻信號的數(shù)據(jù)壓縮和擴(kuò)展的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮裝置、數(shù)據(jù)壓縮方法、包含該數(shù)據(jù)壓縮裝置的發(fā)射機(jī)，包含該數(shù)據(jù)壓縮裝置的記錄裝置、具有在它的磁跡上記錄的數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號的記錄載體，還涉及對數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，數(shù)據(jù)擴(kuò)展方法，包含該數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置的接收機(jī)，和包含該數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置的重放裝置。
在本領(lǐng)域?qū)β曨l信號的數(shù)據(jù)壓縮是眾所周知的。參看EP-A402973，相關(guān)文件表中的文件D1。該文件描述了一種子帶編碼器，用特定的采樣頻率，比如44.1KHz，對聲頻信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將比如以24位寬字聲頻信號的所得采樣加到子帶分離濾波器。該分離濾波器將寬帶數(shù)字聲頻信號分成一組較窄帶的子帶信號。采用音質(zhì)的模型，得到了掩音閾值，接著，根據(jù)所述的掩音閾值，用每區(qū)子帶信號的每個(gè)樣本的特定位數(shù)來量化子帶信號樣本的區(qū)，得到了被發(fā)射的聲頻信號的顯著數(shù)據(jù)壓縮。進(jìn)行這種數(shù)據(jù)壓縮是將那些聽不見的部分丟棄。因此這是一種有損耗的壓縮方法。在文件D1中描述的數(shù)據(jù)壓縮是相當(dāng)智能的數(shù)據(jù)壓縮方法，當(dāng)分別以硬、軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)需要大量的門或指令，因此是昂貴的。而且，后面的擴(kuò)展裝置當(dāng)分別用硬件或軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)必需要大量的門或指令。
本發(fā)明的目的是提供一種更簡單的對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮裝置。同時(shí)對應(yīng)的擴(kuò)展裝置也更簡單和便宜。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮裝置包括輸入裝置，用于接收聲頻信號，轉(zhuǎn)換裝置，對聲頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以獲得1位位流信號，該轉(zhuǎn)換裝置包括∑-Δ調(diào)制裝置。
無損耗編碼裝置，對所述位流信號執(zhí)行基本上無損耗的數(shù)據(jù)壓縮步驟，以獲得數(shù)據(jù)壓縮位流信號。
輸出裝置，用于提供數(shù)據(jù)壓縮位流信號。更具體地說，當(dāng)聲頻信號是模擬聲頻信號時(shí)，所述轉(zhuǎn)換裝置是以A/D轉(zhuǎn)換裝置的形式，對該模擬聲頻信號進(jìn)行1位A/D轉(zhuǎn)換，以獲得所述位流信號。
本發(fā)明是基于下面的認(rèn)識，可以模擬形式或數(shù)字形式將聲頻信號加入。當(dāng)對模擬信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，采用1位A/D轉(zhuǎn)換器(又稱位流轉(zhuǎn)換器或∑-Δ調(diào)制器)，一般用多倍的44.1KHz或48KHz的頻率對被A/D轉(zhuǎn)換的聲頻信號進(jìn)行采樣。該1位A/D轉(zhuǎn)換器的輸出信號是二進(jìn)制信號，稱為位流信號。當(dāng)以數(shù)字形式加入聲頻信號時(shí)，以比如44.1KHz的頻率采樣，比如這些樣本表示為每個(gè)樣16位，用44.1KHz(或48KHz)這樣采樣頻率的多倍頻率對該數(shù)字聲頻信號再行附加采樣，得到了1位位流信號。
將聲頻信號轉(zhuǎn)換為一位位流信號具有許多好處，位流轉(zhuǎn)換是一種高質(zhì)量編碼方法。以較簡單的譯碼電路可獲高質(zhì)量譯碼或低質(zhì)量譯碼的可能性。在這方面可參閱在相關(guān)文件表中的文件D2，由J.J.Van der Kam寫的“用于高保真度信號的模-數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字抽樣濾波器”，和在相關(guān)文件表中的文件D3，由Kirk C.H.Chao et al，寫的“附加抽樣A/D轉(zhuǎn)換器的內(nèi)插調(diào)制器的高階拓?fù)洹薄?br> 比如在CD重放機(jī)中使用1-位D/A轉(zhuǎn)換器，以便將位流聲頻信號再轉(zhuǎn)換為模擬聲頻信號。然而，在CD盤上記錄的聲頻信號不是數(shù)據(jù)壓縮1位位流信號。
在該技術(shù)領(lǐng)域中已知，1位A/D轉(zhuǎn)換器輸出的位流信號一般地說，是隨機(jī)信號，具有噪聲一樣的頻譜。對這種信號很難進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。
意外的是，確立了使用無損耗編碼器，這種可變長度編碼器是以Huffman編碼器的形式或是算術(shù)編碼器的形式，不管自1位A/D轉(zhuǎn)換器的位流信號的噪聲特性如何，都能獲得顯著的數(shù)據(jù)縮減。
通過進(jìn)一步地說明用下面附圖表示的實(shí)施例，將使本發(fā)明的這些和其它方面更為清楚。其中

圖1表示所述數(shù)據(jù)壓縮裝置的實(shí)施例，圖2a表示1位A/D轉(zhuǎn)換器的輸出信號的頻譜，圖2b表示在較小頻率范圍的同樣輸出信號的頻譜。
圖3表示所述的數(shù)據(jù)壓縮裝置，加入到了在記錄載體上記錄數(shù)據(jù)壓縮位流信號的記錄裝置中，圖4表示所述的數(shù)據(jù)壓縮裝置，加入在經(jīng)傳輸媒體發(fā)射數(shù)據(jù)壓縮位流信號的發(fā)射裝置之中，圖5表示所述數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置的一實(shí)施例，圖6表示所述數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，加入在自記錄載體重放數(shù)據(jù)壓縮位流信號的重放裝置之中，圖7表示所述數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，加入在自傳輸媒體接收數(shù)據(jù)壓縮位流信號的接收裝置之中，圖8表示所述記錄裝置的另一實(shí)施例，其中還設(shè)有糾錯(cuò)編碼器和信道編碼器，圖9表示所述重放裝置的另一實(shí)施例，其中還設(shè)有信道譯碼器和糾錯(cuò)單元，圖10表示所述數(shù)據(jù)壓縮裝置的一實(shí)施例。其中的無損耗編碼器是以算術(shù)編碼器的形式，圖11表示所述數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置的一實(shí)施例，其中的無損譯碼器是以算術(shù)譯碼器的形式。
圖1表示所述數(shù)據(jù)壓縮裝置的一實(shí)施例，包括用于接收聲頻信號的輸入端，在本實(shí)施例中，所述聲頻信號是模擬聲頻信號。輸入端1連接到1位A/D轉(zhuǎn)換器4(又稱∑-Δ調(diào)制器)的輸入2。1位A/D轉(zhuǎn)換器4的輸出6連接到數(shù)據(jù)壓縮單元10的輸入8。數(shù)據(jù)壓縮單元10的輸出12連接到輸出端14。
將1位A/D轉(zhuǎn)換器用于對聲頻信號執(zhí)行1位A/D轉(zhuǎn)換，以獲得供給輸出6的位流信號。為此，A/D轉(zhuǎn)換器4經(jīng)輸入16接收等于N·fs的采樣頻率，其中fs是為比如32KHz,44.1KHz或48KHz的頻率，而N是一個(gè)大數(shù)，比如為64。在A/D轉(zhuǎn)換器4中用比如2.8224MHz(64×44.1KHz)的采樣頻率對聲頻信號采樣。于是，在A/D轉(zhuǎn)換器的輸出6出現(xiàn)的位流信號具有2.8224MHz的位速率。
所述的數(shù)據(jù)壓縮單元10是以無損編碼器的形式。無損編碼器具有的優(yōu)點(diǎn)是，它們對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的方式使得經(jīng)無損譯碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，能以基本上無損的方式重放原來的聲頻信號。這意味著經(jīng)壓縮-擴(kuò)展后基本上無信息損失。無損編碼器可以可變長度編碼器的形式，在本領(lǐng)域中可變長度編碼器是熟知的。這種可變長度編碼器的例子有Huffman編碼器。算述編碼器和Lempel-Ziv編碼器。在這方面可參閱申請?jiān)谙嚓P(guān)文件表中的文件D4，由D.A.Huffman提出的“最小冗余碼的構(gòu)成方法”；在相關(guān)文件表中的文件D5，由G.G Langdon提出的“對算術(shù)編碼的介紹”；和在相關(guān)文件表中的文件D6，由J.Ziv et al提出的“順序數(shù)據(jù)壓縮的普通算法”。
數(shù)據(jù)壓縮單元10對位流信號執(zhí)行基本上無損耗的數(shù)據(jù)壓縮步驟，以便在它的輸出12獲取數(shù)據(jù)壓縮位流信號，將其加到輸出端14。
圖2a表示，對于以5KHz正弦波的輸入，用2.8224MHz的采樣頻率采樣，A/D轉(zhuǎn)換器4的輸出6上的位流信號的頻譜，該頻譜表示在0Hz和1.4MHz之間的頻率。圖2b表示圖2a所示頻譜的一部分，即在0Hz與100KHz之間的部分。以便更清楚地表示在位流信號中包含的5KHz正弦波。清楚可見的是該位流信號的噪聲一樣的特性，特別是在較高頻率區(qū)，為像對所述信號進(jìn)行的數(shù)據(jù)壓縮在數(shù)據(jù)基本量減縮上沒有結(jié)果。
與此相反，已做的調(diào)查表明可獲得顯著的數(shù)據(jù)減縮。在下表中，給出了對于三個(gè)不同音樂片段通過三個(gè)無損編碼器實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)壓縮的結(jié)果<

其中δ是壓縮比，定義為編碼器的輸入信號的位速率對編碼器的輸出信號的位速率之比。
圖3表示包括圖1所示數(shù)據(jù)壓縮裝置的記錄裝置的一實(shí)施例。該記錄裝置還包括寫單元30，用于將數(shù)據(jù)壓縮位流信號寫在記錄載體32的磁跡上。在本實(shí)施例中，記錄載體32是磁記錄載體，故該寫單元30包括至少一個(gè)磁頭，用于將數(shù)據(jù)壓縮位流信號寫在記錄載體32上。然而，該記錄載體可是一個(gè)光記錄載體，比如CD盤或DVD盤。
圖4表示發(fā)射機(jī)的一實(shí)施例，用于經(jīng)傳輸媒體TRM發(fā)射聲頻信號，包括如圖1中所示的數(shù)據(jù)壓縮裝置。該發(fā)射機(jī)還包括發(fā)射單元40，用于將數(shù)據(jù)壓縮位流信號加到傳輸媒體TRM中。發(fā)射單元40可包括一個(gè)天線42。
經(jīng)傳輸媒體(比如，射頻鏈路或記錄載體)的發(fā)送，一般需要對發(fā)射的數(shù)據(jù)壓縮位流信號進(jìn)行糾錯(cuò)編碼和信道編碼。圖8表示，對于圖3的記錄裝置，對數(shù)據(jù)壓縮位流信號執(zhí)行的這種信號處理步驟。因此圖8的記錄裝置包括本領(lǐng)域熟知的一糾錯(cuò)編碼器80和一信道編碼器82。
圖5表示數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置的一實(shí)施例。該裝置具有一輸入端50，用于接收如圖1的數(shù)據(jù)壓縮裝置所提供的以數(shù)據(jù)壓縮位流信號形式的數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號。輸入端50連接到數(shù)據(jù)擴(kuò)展單元54的輸入端52，數(shù)據(jù)擴(kuò)展單元54具有一輸出56，連接到1位D/A轉(zhuǎn)換器60的輸入58。轉(zhuǎn)換器60的輸出62連接到輸出端64。
該數(shù)據(jù)擴(kuò)展單元54是一無損譯碼器，比如，以Huffman譯碼器或算術(shù)譯碼器形式的可變長度譯碼器。這是清楚的，即，為了實(shí)現(xiàn)基本無損的編碼-譯碼步驟。圖5的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置中的譯碼器應(yīng)是圖1的數(shù)據(jù)壓縮裝置中所用的編碼器的逆向關(guān)系。數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置54擴(kuò)展數(shù)據(jù)壓縮位流，以獲得原來位流的復(fù)制器，將它供給D/A轉(zhuǎn)換器60的輸入58。轉(zhuǎn)換器60將該位流轉(zhuǎn)換為模擬聲頻信號并供給端64。
圖6表示加在重放裝置中的圖5的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置。該重放裝置還包括讀單元，用于自記錄載體32上的磁跡讀出數(shù)據(jù)壓縮位流信號。在本實(shí)施例中。記錄載體32是磁記錄載體，故讀單元70包括至少一個(gè)磁頭72，用于從記錄載體32讀出數(shù)據(jù)壓縮位流信號。然而，該記錄載體也可是一光記錄載體，如CD盤或DVD盤。
圖7表示用于經(jīng)傳輸媒體TRM接收聲頻信號的接收機(jī)的一實(shí)例，包括圖5中所示的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置。該接收機(jī)還包括接收單元75，用于自傳輸媒體TRM接收數(shù)據(jù)壓縮位流信號。該接收單元75可包括一天線77。
如上所述，經(jīng)比如射頻鏈路或記錄載體等傳輸媒體的發(fā)送，一般需要對發(fā)射的數(shù)據(jù)壓縮位流信號執(zhí)行糾錯(cuò)編碼和信道編碼，以便在接收時(shí)能執(zhí)行對應(yīng)的信道譯碼和糾錯(cuò)。圖9表示，對于圖6的重放裝置，對由讀裝置70接收的接收信號執(zhí)行信道譯碼和糾錯(cuò)的信號處理步驟。因此，圖9的重放裝置包括本領(lǐng)域熟知的信道譯碼器90和糾錯(cuò)單元92，以便獲得所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號的復(fù)制品。
在圖10中示出了另一數(shù)據(jù)壓縮裝置。在圖10的數(shù)據(jù)壓縮裝置中，將位流信號加到以熵編碼器形式的無損編碼器(比如算術(shù)編碼器154)的輸入8。同時(shí)，該位流信號也是預(yù)測濾波器單元152的輸入。該預(yù)測濾波器152的輸出連接到概率判定單元156的輸入。算術(shù)編碼器154響應(yīng)加到它的輸入端192的概率值P將該位流信號編碼成數(shù)據(jù)壓縮位流信號。概率判定單元156判定概率值，該概率值表示在由轉(zhuǎn)換單元4提供的位流信號中的一位具有預(yù)定邏輯值，比如“1”的概率。將這個(gè)圖10中用P表示的概率值供給算術(shù)編碼器154，以便起動(dòng)在算術(shù)編碼器154中的位流信號的數(shù)據(jù)壓縮。判定單元156的預(yù)測濾波器152的輸出信號判定這個(gè)概率值。該算術(shù)編碼器154可對該位流信號一幀一幀地進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。
圖10的裝置的操作如下。預(yù)測濾波器152對位流信號實(shí)現(xiàn)預(yù)測濾波，以獲得多位輸出信號。該多位輸出信號具有例如+3和-3范圍之內(nèi)的一組電平。而且，對于該多位輸出信號的值范圍中的每個(gè)子區(qū)間組，確定在位流信號中的對應(yīng)位，比如為“1”的概率。當(dāng)該多位輸出信號落在一個(gè)這種范圍時(shí)，通過計(jì)數(shù)在規(guī)定的時(shí)間間隔中在該位流信號中出現(xiàn)的“1”和“0”的數(shù)目，可實(shí)現(xiàn)這一目的。然后，將該多位輸出信號中取得各種值的概率作為概率信號P連續(xù)地給到算術(shù)編碼器154。由算術(shù)編碼器154將該數(shù)據(jù)壓縮位流信號加到輸出線158，以便經(jīng)傳輸媒體TRM或記錄載體發(fā)送。
圖11表示對應(yīng)的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置對經(jīng)傳輸媒體TRM接收的數(shù)據(jù)壓縮位流信號進(jìn)行譯碼。圖11的數(shù)據(jù)處理裝置包括一個(gè)熵譯碼器172，經(jīng)輸入端174接收數(shù)據(jù)壓縮位流信號。在本例中，熵譯碼器172是以算術(shù)譯碼器的形式，在加到輸入176的概率信號P的影響下，對數(shù)據(jù)壓縮位流信號執(zhí)行算術(shù)譯碼步驟，從而產(chǎn)生供給輸出178的原來位流信號的復(fù)制品。并將該復(fù)制品供給再轉(zhuǎn)換單元60的輸入58。
另外，提供概率提供單元用于將概率信號供給算術(shù)譯碼器172。根據(jù)在編碼器中如何得出概率信號，可以不同的方式獲得該概率信號P。一種方式是從預(yù)測濾波器181的輸出信號以自適應(yīng)的方式得出該概率信號P。在這個(gè)實(shí)施例中，預(yù)測濾波器181等同于在編碼器中的預(yù)測濾波器152，而概率提供單元180等同于圖10的編碼器中的概率判定單元156。另一種產(chǎn)生概率信號P的方式是如下將要描述的，通過采用經(jīng)傳輸媒體TRM接收的輔助信息。
可通過圖10的裝置產(chǎn)生輔助信息用于傳輸?shù)綀D11的裝置。這種輔助信息可包括一幀一幀地確定的濾波器152的濾波系數(shù)，將這些系數(shù)發(fā)送到在單元180中包含的相應(yīng)預(yù)測濾波器中。
另外，圖10的裝置可產(chǎn)生描述從預(yù)測濾波器152的多位輸出信號到概率信號P轉(zhuǎn)換的參數(shù)。這些參數(shù)也包括在該輔助信息中，并被發(fā)送到提供單元180和濾波器181，以便起動(dòng)根據(jù)由預(yù)測濾波器181提供的多位輸出信號在圖11的裝置中概率信號P的再生。
在圖10的實(shí)施例中所用的熵編碼器用于使用概率信號編碼該位流信號，以獲得數(shù)據(jù)壓縮位流信號。一個(gè)這種熵編碼器是上述的算術(shù)編碼器。另一類這種熵編碼器是，比如，熟知的有限態(tài)編碼器。在圖11的實(shí)施例所用的熵譯碼器用于使用概率信號譯碼數(shù)據(jù)壓縮位流信號，以獲得該位流信號的復(fù)制品。一個(gè)這種熵譯碼器是上述的算術(shù)譯碼器。一個(gè)另一類這種熵譯碼器是，比如，已知的有限態(tài)譯碼器。
盡管結(jié)合它的最佳實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解這些不是限制性的。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，如權(quán)利要求書所限定的，各種修改都不會離開本發(fā)明的范圍。當(dāng)以數(shù)字形式加入音頻信號時(shí)，比如以44.1KHz采樣，并將樣本以比如16位表示，將轉(zhuǎn)換裝置用于比如以64×44.1KHz的頻率對數(shù)字音頻信號進(jìn)行附加采樣，從而獲得1位位流信號。
還應(yīng)指出，還可將本發(fā)明應(yīng)用到一個(gè)這種實(shí)施例中，其中由轉(zhuǎn)換器4提供的位流信號經(jīng)受一個(gè)附加的信號處理步驟，得出處理的一位位流信號，加到無損編碼器10中。這種附加的信號處理步驟可包括以1位位流形式合并立體聲音頻信號的左和右信號分量。
另外，還在于每個(gè)新特征或這些特征的組合。
相關(guān)文件清單(D1)EP-A 402,973(PHN13.241)(D2)“對于高保真度信號的模-數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字抽樣濾波器”By J.J.Van der Kam in philips.Techn.Rev.42,no.6/7,April 1986,pp.230-8(D3)“附加抽樣A/D轉(zhuǎn)換器的內(nèi)插調(diào)制器的高階拓?fù)洹眀y Kirk C.H.Chao et al in IEEE Trans.0n Circuits and Systems,Vol 37,no.3,March 1990,pp.309-18(D4)“最小冗余碼的構(gòu)成方法”，By D.A.Huffman in Proc.of theIRE,Vol.40(10),September 1952.
(D5)“對算術(shù)編碼的方法”by G.G.Langdon,IBM J.Res.Develop.,Vol.28(2),March 1984.
(D6)“順序數(shù)據(jù)壓縮的普通算法”by J.Ziv et al,IEEE Trans.onInform.Theory,Vol.IT-23,1977.
權(quán)利要求
1．對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的一種數(shù)據(jù)壓縮裝置，該數(shù)據(jù)壓縮裝置包括用于接收聲頻信號的輸入裝置，轉(zhuǎn)換裝置，對所述聲頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以獲得1位位流信號，該轉(zhuǎn)換裝置包括∑-Δ調(diào)制器裝置，無損耗編碼裝置，對所述位流信號進(jìn)行基本無損耗的數(shù)據(jù)壓縮步驟，以獲得數(shù)據(jù)壓縮位流信號，和輸出裝置，用于提供數(shù)據(jù)壓縮位流信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)壓縮裝置，其中所述聲頻信號是模擬聲頻信號，所述轉(zhuǎn)換裝置是以A/D轉(zhuǎn)換裝置的形式，對所述模擬聲頻信號進(jìn)行1位A/D轉(zhuǎn)換，以獲得所述位流信號。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的數(shù)據(jù)壓縮裝置，其中所述的無損耗編碼裝置包括一個(gè)可變長度編碼器。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)據(jù)壓縮裝置，其中所述的可變長度編碼器是Huffman編碼器。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)據(jù)壓縮裝置，其中所述的可變長度編碼器是算術(shù)編碼器。
6．一種對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮方法，該數(shù)據(jù)壓縮方法包括步驟接收聲頻信號，對所述聲頻信號執(zhí)行轉(zhuǎn)換，以獲得1位位流信號。該轉(zhuǎn)換步驟包括∑-Δ調(diào)制步驟，對所述位流信號執(zhí)行基本無損耗的數(shù)據(jù)壓縮步驟，以獲得數(shù)據(jù)壓縮位流信號，并提供該數(shù)據(jù)壓縮位流信號。
7．一種發(fā)射機(jī)，用于經(jīng)傳輸媒體發(fā)送聲頻信號，該發(fā)射機(jī)包括按照權(quán)利要求1-5的任一個(gè)的數(shù)據(jù)壓縮裝置，其中所述發(fā)射機(jī)還包括發(fā)送裝置，用于將所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號加到傳輸媒體中。
8．一種用于在記錄載體上記錄聲頻信號的記錄裝置，包括按照權(quán)利要求1-5的任一個(gè)的數(shù)據(jù)壓縮裝置，其中所述的記錄裝置還包括寫裝置，用于將所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號寫到記錄載體的磁跡上。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的記錄裝置，其中所述的記錄載體是完成磁記錄載體。
10．一種記錄載體，具有在其磁跡上記錄的數(shù)據(jù)壓縮位流信號。
11．一種數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，用于對數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展，以獲得原來聲頻信號的復(fù)制品，該數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置包括輸入裝置，用于接收以數(shù)據(jù)壓縮位流信號形式的數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號，無損耗譯碼裝置，對所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號執(zhí)行基本無損耗的數(shù)據(jù)擴(kuò)展步驟，以獲得位流信號，D/A轉(zhuǎn)換裝置，對所述位流信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，以獲得原聲頻信號的復(fù)制品，輸出裝置，用于提供原聲頻信號的所述復(fù)制品。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，其中所述的D/A轉(zhuǎn)換裝置包括∑-Δ解調(diào)器。
13．根據(jù)權(quán)利要求11或12的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，其中所述的無損耗譯碼裝置包括可變長度譯碼器。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，其中所述的可變長度譯碼器是一Huffman譯碼器。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，其中所述的可變長度譯碼器是一算術(shù)譯碼器。
16．一種對數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展的數(shù)據(jù)擴(kuò)展方法，以獲得原聲頻信號的復(fù)制品，該數(shù)據(jù)擴(kuò)展方法包括步驟接收以數(shù)據(jù)壓縮位流信號形式的數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號，對所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號執(zhí)行基本無損耗的數(shù)據(jù)擴(kuò)展步驟，以獲得位流信號，對所述位流信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換，以獲得原聲頻信號的復(fù)制品，提供原聲頻信號的所述復(fù)制品。
17．一種接收機(jī)，用于經(jīng)傳輸媒體接收聲頻信號，包括按照權(quán)利要求11-15的任一個(gè)的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，其中所述接收機(jī)還包括接收裝置，用于從傳輸媒體接收所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號。
18．一種重放裝置，用于從記錄載體重放聲頻信號，包括按照權(quán)利要求11-15的任一個(gè)的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，其中所述的重放裝置還包括讀出裝置，用于從記錄載體的磁跡讀出所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號。
19．根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，其中還包括糾錯(cuò)編碼裝置和/或信道編碼裝置，在將所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號加到傳輸媒體之前對所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號進(jìn)行糾錯(cuò)編碼和/或信道編碼。
20．根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)射機(jī)，其中還包括糾錯(cuò)編碼裝置和/或信道編碼裝置。在將所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號寫到記錄載體之前對其進(jìn)行糾錯(cuò)編碼和/或信道編碼。
21．根據(jù)權(quán)利要求17的接收機(jī)，其中還包括信道譯碼裝置和/或糾錯(cuò)裝置，用于對從傳輸媒體收取的信號進(jìn)行信道譯碼和/或糾錯(cuò)。
22．根據(jù)權(quán)利要求18的重放裝置，還包括信道譯碼裝置和/或糾錯(cuò)裝置，用于對從記錄載體讀出的信號進(jìn)行信道譯碼和/或糾錯(cuò)，以獲得所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號。
23．一種對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮裝置包括輸入裝置，用于接收聲頻信號，轉(zhuǎn)換裝置，用于對聲頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以獲得1位位流信號，該轉(zhuǎn)換裝置包括∑-Δ調(diào)制器裝置；無損耗編碼裝置，對所述位流信號執(zhí)行基本無損耗的數(shù)據(jù)壓縮步驟，以獲得數(shù)據(jù)壓縮位流信號，和輸出裝置，用于提供所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號，所述的無損耗壓縮裝置包括熵編碼器，響應(yīng)概率信號對所述位流信號進(jìn)行熵編碼，以獲得所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號，預(yù)測裝置，對所述位流信號執(zhí)行預(yù)測步驟。概率信號確定裝置，用于從所述預(yù)測裝置確定所述概率信號。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的數(shù)據(jù)壓縮裝置，其中所述的預(yù)測裝置包括預(yù)測濾波器裝置，對所述位流信號執(zhí)行預(yù)測濾波操作，以獲得多值輸出信號，其中所述概率確定裝置用于從所述多值輸出信號得出所述概率信號。
25．一種對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮方法，該數(shù)據(jù)壓縮方法包括步驟接收聲頻信號，對所述聲頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以獲得1位位流信號，該轉(zhuǎn)換步驟包括∑-Δ調(diào)制步驟，對所述位流信號執(zhí)行基本無損耗的數(shù)據(jù)壓縮步驟，以獲得數(shù)據(jù)壓縮位流信號，并提供該數(shù)據(jù)壓縮位流信號，所述的無損耗壓縮步驟包括子步響應(yīng)概率信號對所述位流信號進(jìn)行熵編碼，以獲得所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號，對所述位流信號執(zhí)行預(yù)測步驟，和從所述預(yù)測裝置確定所述概率信號。
26．根據(jù)權(quán)利要求25的數(shù)據(jù)壓縮方法，其中所述的預(yù)測步驟包括子步對所述位流信號執(zhí)行預(yù)測濾波操作，以獲得多值輸出信號，其中所述的概率確定步驟包括子步從所述多值輸出信號得出所述概率信號。
27．一種數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，對數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展，以獲得原聲頻信號的復(fù)制品，該數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置包括輸入裝置，用于接收以數(shù)據(jù)壓縮位流信號形式的數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號，無損耗譯碼裝置，對所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號執(zhí)行基本無損耗的數(shù)據(jù)擴(kuò)展步驟，以獲得位流信號，D/A轉(zhuǎn)換裝置，對所述位流信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，以獲得原聲頻信號的復(fù)制品，輸出裝置，用于提供該原聲頻信號的復(fù)制品，其中所述的無損耗譯碼裝置包括熵譯碼器，響應(yīng)概率信號對所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號進(jìn)行熵譯碼，概率信號產(chǎn)生裝置，用于提供所述概率信號。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置，其中所述的熵譯碼器是算術(shù)譯碼器。
29．一種數(shù)據(jù)擴(kuò)展方法，用于對數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展，以獲得原聲頻信號的復(fù)制品，該數(shù)據(jù)擴(kuò)展方法包括步驟接收以數(shù)據(jù)壓縮位流信號形式的所述數(shù)據(jù)壓縮聲頻信號，對所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號執(zhí)行基本無損耗的數(shù)據(jù)擴(kuò)展步驟，以獲得位流信號，對所述位流信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，以獲得原聲頻信號的復(fù)制品，提供原聲頻信號的所述復(fù)制品，其中所述的無損耗譯碼步驟包括子步響應(yīng)概率信號對所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號進(jìn)行熵譯碼，以獲得所述位流信號，并提供所述概率信號。
30．根據(jù)權(quán)利要求29的數(shù)據(jù)擴(kuò)展方法，其中所述的熵譯碼步驟包括算術(shù)譯碼步驟。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)壓縮裝置,用于對聲頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,包括:輸入端(1),接收聲頻信號;1位A/D轉(zhuǎn)換器(4),對該聲頻信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,以獲得位流信號;無損耗編碼器(10),對所述位流信號執(zhí)行無損耗數(shù)據(jù)壓縮步驟,以獲得數(shù)據(jù)壓縮位流信號;和輸出端(14),提供所述數(shù)據(jù)壓縮位流信號。同時(shí),還公開了一種包括所述數(shù)據(jù)壓縮裝置的記錄裝置和發(fā)射裝置。此外,還公開了一種對所述數(shù)據(jù)壓縮裝置提供的數(shù)據(jù)壓縮位流信號進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展的數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置,以及包括該數(shù)據(jù)擴(kuò)展裝置的接收裝置。
文檔編號G11B20/00GK1209917SQ97191963
公開日1999年3月3日 申請日期1997年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月10日
發(fā)明者A·A·M·L·布呂克爾斯, A·W·J·澳門, R·J·范德維勒烏藤 申請人:菲利浦電子有限公司