專利名稱：采用加權(quán)信號量化位分配進行數(shù)據(jù)壓縮的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明相關(guān)于對數(shù)字信息信號進行壓縮的裝置，其中數(shù)字輸入信號是采用自適應(yīng)位分配來壓縮的。
眾所周知，有多種壓縮數(shù)字音頻或聲音信號的技術(shù)。例如，子帶編碼，一種非塊狀頻帶劃分系統(tǒng)，其中輸入的音頻信號不是按時間被劃分為塊，而是用一個濾波器將其按頻率分為多個頻帶來進行量化。在一個塊狀頻帶劃分系統(tǒng)中，如一個變換編碼系統(tǒng)中，通過一個正交變換將時域中的輸入音頻信號較換為頻率域中的頻譜系數(shù)。所產(chǎn)生的頻譜系數(shù)被分為多個頻帶，并對每個帶中的頻譜系數(shù)進行量化。還有一種已知的技術(shù)，它包括子帶編碼和變換編碼的組合，其中通過按頻率劃分輸入音頻信號所產(chǎn)生的頻率域信號被分別正交變換為頻譜系數(shù)。該頻譜系數(shù)隨后被分為多個頻帶并且在各個頻帶中進行量化。
可用于將一個數(shù)字音頻輸入信號分為多個頻帶的濾波器是正交鏡象(QMF)濾波器，該濾波器在例如R.E.Crochiere，DigitalCodingofSpeechinSyb-bands，55BELLSYSTTECHJ.NO.8(1976)中作過描述。將音頻輸入信號按頻率劃分為具有相等寬度的頻帶的技術(shù)在JosephH.Rothweiler，PolyphaseQuadratureFilers-aNewSub-bandCodingTechnique，ICASSP83，BOSTON(1983)中作了討論。
在進行正交變換的技術(shù)中，人們知道要將數(shù)字音頻輸入信號按時間劃分為具有預(yù)定間隔的預(yù)定數(shù)量采樣塊，并采用快速付立葉變換、離數(shù)余弦變換或改進的離散余弦變換(MDCT)來處理每一塊，從而將時域中的信號轉(zhuǎn)換為頻率域中的一個信號。在J.P.Princen&cA.B.Bradley，Sub-Band/TransformCodingUsingFilterBankDesignsBasedonTimeDomainAliasingCancellalion，ICASSP1987(1987)中可找到對MDCT的描述。
作為量化由頻率劃分所獲得的相應(yīng)的頻譜系數(shù)的技術(shù)，人們已知一種考慮了人類的聽覺特征的子帶系統(tǒng)。音頻信號可按頻率劃分為多個頻帶，例如25個臨界頻帶，其帶寬隨頻率增大而增加。當(dāng)每個相應(yīng)頻帶中的頻譜系數(shù)被量化時，通過作用于每個頻帶上的自適應(yīng)位分配來量化頻譜系數(shù)。例如，當(dāng)量化由MDCT所產(chǎn)生的頻譜系數(shù)時，該頻譜系數(shù)被分為多個頻帶，并且采用一個自適應(yīng)確定的位數(shù)在每個頻帶中對頻譜系數(shù)進行量化。
對已知的自適應(yīng)位分配技術(shù)，我們將討論兩種。第一;在ASSP-25，IEEETRAASACTIONSOFACOUSTICS，SPEECH，ANDSIGNALPROCESSINGNO4.August1977中所描述的技術(shù)中，位分配是在相應(yīng)頻帶的信號的幅值基礎(chǔ)上進行的。雖然這一系統(tǒng)換供一個平滑的量化噪聲頻譜以及最小的噪聲能量，但由聽眾所實際接收的噪聲并不是最小，因為這一技術(shù)沒有利用人類聽覺的掩蔽特性。
另一方面，在M.A.Kransner，TheCriticalBandCoder-DigitalEncodingofthePerceptnalRequicementsoftheAuditorySustem，ICASSP1980中所描述的技術(shù)采用人類聽覺的掩蔽特殊來確定每個頻帶進行一個固定量化位分配時所需的信噪比。然而，由于位分配保持固定，因此這一技術(shù)提供具有一個單一正弦波輸入的相對較差的結(jié)果。
在上面所討論的分配技術(shù)中要克服上述缺點，可參考美國專利申請序列No.07/924，298中所描述的數(shù)據(jù)壓縮裝置。在這一裝置中，用于量化由一個正交變換所產(chǎn)生的所有頻譜系數(shù)的總位數(shù)在根據(jù)固定位分配模式進行分配的位和根據(jù)可變位分配模式進行分配的位之間進行劃分。量化每個頻帶中每個頻譜系數(shù)所分配的總倍數(shù)是根據(jù)固定位分配模式分配給頻帶的位數(shù)與根據(jù)可變位分配模式分配給頻帶的位數(shù)之和。量化位的總數(shù)在固定和可變位分配模式之間的劃分比率是可變的，它依賴于相關(guān)于輸入信號的一個信號，即，信號頻譜越平滑，那么固定位分配的劃分比率就越大。對每一塊數(shù)字音頻輸入信號而言，根據(jù)固定位分配模式在每個頻帶中分配來量化每一個頻譜系數(shù)的位數(shù)是固定的，而根據(jù)可變位分配模式在每個頻帶中分配來量化每一個頻譜系數(shù)的位數(shù)依賴于每一頻帶的頻帶值。頻帶值可以是頻帶的任一能量，頻帶的峰級、頻帶的平均級或與該頻帶相關(guān)的一些其它合適的參數(shù)。
如果輸入信號的能量集中在特定的頻譜區(qū)域，如一個單一正弦波輸入，剛才所描述的量化位分配技術(shù)使得分配給包含有高頻譜能量級的頻帶的位數(shù)增加，從而改進了總的信噪特性。由于人類的聽覺通常對包含有窄頻譜元素的信號有高靈敏度，因此上述位分配技術(shù)不僅改進了信噪比的測量值，而且也改進了由人類聽眾所接收的信噪比。
然而，如果與信號相關(guān)的位分配僅僅以改進信噪特性為目的的話，那么在一個包含有大量窄頻譜成份的信號中大量的位比特就不能分配給相應(yīng)于頻譜區(qū)域的頻帶中，如三角聲波。對于這樣一種信號需要通過剛才所描述的位分配技術(shù)來改進聲音質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備，該設(shè)備能提供對一種數(shù)字音頻輸入信號的高度壓縮，并且能提供一個壓縮信號，該信號在經(jīng)過展開、譯碼和重現(xiàn)之后，具有的被聽眾接受的聲音質(zhì)量，即使當(dāng)該信號中包括了大量的窄頻譜成份時也是如此。
因此，本發(fā)明提供一種數(shù)字壓縮設(shè)備，用于壓縮一個數(shù)字輸入信號以提供一個壓縮的數(shù)字輸出信號。該設(shè)備包括一個裝置，該裝置由數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，并按組將該頻譜系數(shù)劃分到各頻帶上。該設(shè)備還包括一自適應(yīng)位分配裝置，該裝置在頻帶間分配多個與信號相關(guān)的量化位，從而向每一頻帶分配一定量的與信號相關(guān)的量化位，用于在該頻帶上量化每組頻譜系數(shù)。分配給每一頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量是根據(jù)由頻帶頻率加權(quán)的頻帶的值確定的。
采用本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備，用于位分配的總的位數(shù)被分配給固定位分配模式和可變位分配模式，對前者而言，位的數(shù)量對每一個暫的時間間隔是預(yù)先固定的，而對后者而言，位分配是根據(jù)塊間的信號幅值來進行的。此外，不僅固定位分配模式，而且與塊間信號幅值相關(guān)的可變位分配模式，都是通過從該塊的一個頻率范圍到另一頻率范圍加權(quán)而得到的。
當(dāng)對一給定頻帶能量分配給較低頻率帶的與能量相關(guān)的量化位的數(shù)目增加時，執(zhí)行與頻帶頻率相關(guān)的加權(quán)量有效，這是因為處于較高頻率的噪聲，由于人類的聽覺機理特性以及由于處于較高頻率的噪聲會被低頻信號掩蔽，因而不易聽到。
因此，要這樣設(shè)計自適應(yīng)位分配裝置，使得對同樣信號能量有更多位被分配到較低的頻率帶，從而可執(zhí)行上面提到的對每個頻帶位分配的加權(quán)。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備此外還包括一個固定位分配裝置，根據(jù)一個固定位分配模式定義對每一頻帶分配一定量的固定模式量化位來量化每一頻帶上的頻譜系數(shù)，該固定位分配裝置將固定模式量化位的數(shù)量在頻帶之間進行分配。該設(shè)備還可以包括一個量化裝置，它利用一些量化位對每一頻帶上的頻譜系數(shù)進行量化。量化位的數(shù)目等于分配來量化頻帶上的每一組頻譜系數(shù)的與能量相關(guān)的量化位的數(shù)目與分配來量化頻帶上的每一組頻譜系數(shù)的固定模式量化位的數(shù)目之和。
雖然根據(jù)固定分配模式分配的位數(shù)與根據(jù)與信號相關(guān)的位分配模式分配的位數(shù)的比值可以是固定的，但如果響應(yīng)輸入信號來變化這個比值，就可以進一步改進聲音的質(zhì)量。
因此，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備可以提供量化所有頻譜系數(shù)所需的全部量化位的數(shù)目，此外還包括一個劃分比率確定裝置，它確定量化位總數(shù)量在與能量相關(guān)的量化位數(shù)目和固定模式量化位數(shù)目之間的量化位。
由聽眾所感覺的聲音質(zhì)量可以通過提供多種加權(quán)模式并且響應(yīng)輸入信號選擇一個適當(dāng)?shù)募訖?quán)模式、或者響應(yīng)輸入信號逐漸改變加權(quán)變量來進一步改進。
最后，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備可以存貯多個與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并響應(yīng)數(shù)字輸入信號進行選擇，從而提供給自適應(yīng)位分配裝置一種給選擇的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，即從所存貯的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式中選擇一個合適的。另外，自適應(yīng)位分配裝置可以用與數(shù)字輸入信號和頻帶的頻率相關(guān)的一個加權(quán)系數(shù)來對每一頻帶的能量加權(quán)。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮器中，分配來量化每一頻帶上的頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目是由頻帶值確定的，它根據(jù)頻帶頻率進行加權(quán)從而更有數(shù)地進行量化位分配并適應(yīng)人類的聽覺。利用這一技術(shù)可以改進聲音的質(zhì)量，特別是對具有多個窄長頻譜成份，甚至處于低位速率的輸入信號更是如此。
在根據(jù)本發(fā)明來壓縮一個數(shù)字輸入信號以提供一個壓縮的數(shù)字輸出信號的方法中，由數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，并組成多個頻帶;若干與信號相關(guān)的量化位數(shù)在頻帶間進行自適應(yīng)分配，從而給某一頻帶分配若干與信號相關(guān)的量化位來量化該頻帶中的每個頻譜系數(shù)。分配給每個頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量，據(jù)根頻帶值來確定，該頻帶值根據(jù)頻帶頻率作過加權(quán)。
根據(jù)本發(fā)明的一個媒體，其中存貯了由一種數(shù)據(jù)壓縮方法從一個數(shù)字輸入信號中所導(dǎo)發(fā)的一個壓縮數(shù)字信號，在所述數(shù)據(jù)壓縮方法中，從數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，并將其按組分到多個頻帶中，若干與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目在頻帶間進行分配，從而給每一頻帶分配若干與信號相關(guān)的量化位數(shù)目來量化該頻帶的每一頻譜系數(shù)。分配給每一帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目由根據(jù)頻帶頻率進行加權(quán)處理后的頻帶值決定。在每個頻帶中的每個頻譜系數(shù)采用若干數(shù)量的量化位進行量化。該若干數(shù)量的量化位個包含若干分配來量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位數(shù)目。量化后的頻譜系數(shù)包含在壓縮的數(shù)字信號中。
根據(jù)本發(fā)明的一個擴展器展開由一種數(shù)據(jù)壓縮方法從一個數(shù)輸入信號中導(dǎo)出的一個壓縮數(shù)字信號，在該數(shù)據(jù)壓縮方法中，從數(shù)字輸入信號中導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，并將其按組分到頻帶中，若干數(shù)量的與信號相關(guān)的量化位在頻帶間進行自適應(yīng)分配，從而給每一頻帶分配若干與信號相關(guān)的量化位來量化頻帶中的每一頻譜系數(shù)。分配給每一頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目是由按頻帶頻率加權(quán)后的頻帶值決定的。各頻帶中的每一頻譜系數(shù)采用若干數(shù)量的量化位進行量化，該若干數(shù)量的量化位中包含分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的若干與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量。量化后的頻譜系數(shù)和指示每一頻帶的量化位的數(shù)量的數(shù)據(jù)被包含在壓縮數(shù)字信號中。擴展器包括一個裝置，對每一頻帶該裝置從壓縮數(shù)字信號中分離出量化頻譜系數(shù)和指示量化位數(shù)目的數(shù)據(jù)。該擴展器通還包括一個裝置，對每一頻帶響應(yīng)指示量化位數(shù)目的數(shù)據(jù)將量化的頻譜系數(shù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)量。最后，該擴展器包括一個從轉(zhuǎn)換為連續(xù)量的頻譜系數(shù)中導(dǎo)出輸出信號的裝置。


圖1是一個方框電路圖，它示出了實施本發(fā)明的一個數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)。
圖2是用于解釋在圖1所示的數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備中輸入信號的頻率和時間劃分的示意圖。
圖3是一個方框電路圖，它示出了圖1所示數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備的自適應(yīng)位分配和量化電路的結(jié)構(gòu)。
圖4A至4D示出了四種不同加權(quán)模式的頻率響應(yīng)曲線。在這些曲線中，以對數(shù)尺度表示的頻率畫在X軸，以分貝為單位的電平畫在Y軸。
圖5示出了一個Bark頻譜圖，其中以對數(shù)分度表示的頻率繪在Y軸，以分貝為單位的電平繪在Y軸。
圖6示出了包含窄頻譜成份的一個輸入信號的頻譜圖，其中以對數(shù)分度的頻率繪在X軸，而從分貝為單位的電平繪在Y軸。
圖7是用于解釋用圖1所示的數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備對圖6中的軸入信號進行位分配的示意圖。其中以對數(shù)分度的頻率繪在X軸，而比特位的數(shù)據(jù)繪在Y軸。
圖8是一個方框電路圖，它示出了實施本發(fā)明的一個輔助數(shù)據(jù)擴展器的典型結(jié)構(gòu)。
下面結(jié)合附圖來該細描述本發(fā)明的一個示例性實施例。
圖1所示的數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備適用于壓縮由自適應(yīng)位分配提供給輸入端10的一個數(shù)字音頻輸入信號，該設(shè)備包括自適應(yīng)位分配和量化電路16至18，由此可用以在頻帶間進行分配的全部的量化位數(shù)量在根據(jù)一種固定位模式進行分配的位和根據(jù)一種可變位模式進行分配的位之間劃分。對將輸入信號按時間進行劃分每一塊而言，在將輸入信號按頻率進行劃分的每一頻帶上，根據(jù)固定位分配模式分配一固定數(shù)量的位，以及依賴于每一頻帶的帶值分配可變數(shù)量的位。可變位分配是依非每一頻帶的頻率來加權(quán)而實現(xiàn)的。
較高頻率的噪聲較于在較低頻率的噪聲更不容易由人的聽覺感知。這與人的聽覺頻率響應(yīng)特性有關(guān)，而且還因為較低頻率的信號傾向于掩蔽較高頻率的信號(或噪聲)。因此，通過加權(quán)使得對一給定的能量水平而言，分配給較低頻率帶的位數(shù)有所增加，這種加權(quán)才是更為有效的。由于可得到的量化位的數(shù)目是固定的，增加分配給較低頻率帶的位的數(shù)目實際上就減少了分配給較高頻率帶的位的數(shù)目。
因此，可以這樣來設(shè)計自適應(yīng)位分配和量化電路16至18，使得位分配根據(jù)頻帶的頻率進行加權(quán)，從而，對一給定信號能量來說，分配給較低頻率帶的位數(shù)比分配給較高頻帶的位數(shù)要多。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)一種固定位分配模式分配的位的數(shù)目與根據(jù)一種可變位分配模式來分配的位的數(shù)目的比率可以是固定的，也可以與輸入信號相關(guān)。如果使比率相關(guān)于輸入信號可以改進聲音的質(zhì)量。
因此，可以通過自適應(yīng)位分配和量化電路16至18，從與輸入信號相關(guān)的，根據(jù)一個固定位分配模式分配的位數(shù)與數(shù)據(jù)一個可變位分配模式分配位數(shù)之比來進行位分配。
通過提供多種加權(quán)模式，并且根據(jù)輸入信號來選擇一個適當(dāng)?shù)募訖?quán)模式，或者根據(jù)輸入信號逐漸改變加權(quán)因子，位分配會更加與人的聽覺特別協(xié)調(diào)一致，從而更一步改進聲音質(zhì)量。
因此，自適應(yīng)位分配和量化電路16至18可以進行位分配，對每一輸入信號塊而言，該位分配相關(guān)于每一頻帶的加權(quán)頻帶幅值，該頻帶幅值反過來又相關(guān)于與每一頻帶的頻率有關(guān)的加權(quán)因子，它采用能根據(jù)輸入信號進行變化的加權(quán)系數(shù)。
參圖見1，這是一個數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備的實施例，其中一數(shù)字輸入音頻信號，諸如一個PCM音頻信號，被采用子帶編碼，自適應(yīng)變換編碼和自適應(yīng)位分配技術(shù)進行壓縮，現(xiàn)在將對該實施例進行描述。圖1所示的電路可以采用數(shù)字邏輯芯片來構(gòu)成，也可以采用一個合理編程的微處理器及相關(guān)的存貯器來實現(xiàn)。該電路也可以采用一種合理編程的數(shù)字信號處理器芯片和輔助存貯器來構(gòu)成。
在圖1所示的數(shù)字壓縮設(shè)備中，用一個濾波器將一個數(shù)字輸入音頻信號按頻率分為多個頻率范圍，在每一頻率范圍中的信號在時域中被劃分為多個塊，并且每個頻率范圍信號的每一塊被進行正交變換以提供多個頻譜系數(shù)。在頻率域中所產(chǎn)生的頻譜系數(shù)被按組分配到頻帶中，每一頻帶中的頻譜系數(shù)被自適應(yīng)位分配進行量化，其中，在自適位分配中對量化位進行分配從而量化每一頻帶中的頻譜系數(shù)。
另一方面，可采用合適的濾波器來產(chǎn)生頻譜系數(shù)，將輸入信號按頻率劃分為多個窄頻率帶，而不是按時間來劃分輸入信號。
頻譜系數(shù)最好組成臨界頻帶，該臨界頻帶考慮了人類的聽覺特征。名詞“臨界頻帶”表示由一個考慮了人類聽覺的頻率鑒別特性的頻率劃分系統(tǒng)所產(chǎn)生的一個頻率帶。一個臨界頻帶是一個噪聲頻帶，它可以被一個與該噪聲頻帶具有相同的強度，頻率取該噪聲頻帶的中間值的純凈聲音所掩蔽。臨界頻帶的寬度隨頻率的增大而增加。OHE至20KHE的音頻頻率范圍通常被劃分25個臨界頻帶。
在所示出的實施例中，將輸入信號按時間所劃分的各塊的大小或塊長度在正交變換之前響應(yīng)輸入信號進自適應(yīng)地變化，對每個頻率范圍信號的每一塊，在該塊進行正交變換之前，可以作塊浮動。此外，塊浮動可適用于每一臨界頻帶中的頻譜系數(shù)，以及適用于將較高頻率臨界頻帶按頻率劃分所得到的子帶。
參照圖1，舉例來看，在OHE至20KHE頻率范圍內(nèi)的一個PCM數(shù)字音頻輸入信號被施加到輸入端10，該輸入信號被頻帶劃分濾波器11-最好是一個正交鏡象(OMF)濾波器-劃分為OHE至10KHE頻率范圍內(nèi)的一個頻率范圍信號在10至20KHE頻率范圍的一個高頻范圍信號。在OHE至10KHE頻率范圍內(nèi)的頻率范圍信號進一步被頻帶劃分濾波器12-最好也是一個QME濾波器-劃分為在OHE至5KHE頻率范圍內(nèi)的一個低頻信號在5至10KHE頻率范圍內(nèi)的一個中頻范圍信號。
來自頻帶劃分濾波器11中的10KHE至20KHE頻率范圍信號被饋入到正交變換電路13-該電路最好是一個改進的離散余弦變換(MDCT)電路-和塊大小確定電路19。來自頻帶劃分濾波器12中的5KHE至10KHE頻率范圍信號被饋入MDCT電路14和塊大小確定電路20。來自頻帶劃分濾波器12中的OHE至5KHE頻率范圍信號被饋入MDCT電路15和塊大小確定電路21。要使MDCT進行處理的塊大小在每個塊大小確定電路19、20和21中確定。來自頻帶劃分濾波器11和12的頻率范圍信號，采用由塊大小確定電路19、20和21提供的塊大小數(shù)據(jù)所指示的塊大小，通過MDCT電路13、14和13來進行MDCT處理。
圖2示出了由MDCT電路13、14和15所采用的塊大小的一個實例，其中在沿頻率增大的方向頻率范圍變寬，并且時間分辯率增加(即塊長度變短)。當(dāng)在低頻率范圍信號(OHE至5KHE)和中頻率范圍信號(5至10KHE)的塊bL、bM上分別進行一個MDCT操作的同時，在高頻率范圍信號(10至20KHE)的bH1，bH2塊上進行兩次MDCT操作。
通過使每一頻率范圍具有同樣數(shù)目的頻譜系數(shù)，同時頻率分辯率是非常關(guān)鍵的，在低和中頻率范圍提供較大的頻率分辯率，在高頻率范圍提供較大的時間分辯率(因為暫態(tài)信號包括更多的高頻率成份)剛才所描述的方案使設(shè)備的結(jié)構(gòu)得以簡化。此外，當(dāng)用因子2或4進一步劃分塊長使輸入信號經(jīng)受顯著的暫態(tài)變化時，在所有頻率范圍內(nèi)的時間分辯率可能自適應(yīng)地被增大。
再參看圖1，最好是由MDCT電路13至15進行MDCT處理所產(chǎn)生的頻率域中的頻譜系數(shù)，在被饋入到自適應(yīng)位分配和量化電路16至18中之前，被分組到臨界頻帶內(nèi)。較高頻率頻譜系數(shù)被交替地分為按頻率劃較高頻率臨界頻帶所得到的子頻帶。為了使后面的描述簡單起見，這里所用到的名詞“臨界頻帶”也包括這種子頻帶。
在自適應(yīng)位分配和量化電路16至18中，在每一臨界頻帶中的所有頻譜系數(shù)用同樣數(shù)目的量化位進行量化。自適應(yīng)位分配和量化電路16至18分配用于在每一臨界頻帶內(nèi)量化頻譜系數(shù)的量化位的數(shù)目。自適應(yīng)位分配和量化電路16、17和18將在下面進行描述。
量化后的頻譜系數(shù)從自適應(yīng)位分配和量化電路16至18饋入到輸出端22、24和26。表示頻譜系數(shù)在每一臨界頻帶中正規(guī)化的塊浮動系數(shù)和表示被用來在每一臨界頻帶中量化頻譜系數(shù)的量化位的數(shù)目的字長數(shù)據(jù)與量化后的頻譜系數(shù)一起被饋入到輸出端。
自適應(yīng)位分配和量化電路結(jié)構(gòu)的一個實例下面將參看圖3進行描述。這一電路可采用數(shù)字邏輯芯片來構(gòu)成，也可以利用一個適當(dāng)編程的微處理器和輔助存貯器來實現(xiàn)。該電路也可以利用一個適當(dāng)編程數(shù)子信號處理器芯片來實現(xiàn)。該電路可以用來實現(xiàn)圖1所示電路的同樣的數(shù)字信號處理芯片來實現(xiàn)。
圖1所示的MDCT電路13、14和15的輸出位圖3所示的自適應(yīng)位分配和量化電路300的輸入端400被饋入頻帶幅值計算電路303，頻帶幅值計算電路303為每一頻帶-最好定為每一臨界頻帶-計算頻帶幅值，該頻帶幅值最好是通過對每一頻帶中信號幅值的平方和開平方計算該頻帶上的能量來計算。每一頻帶的頻帶值可以由信號幅值的峰值或平均值交替在計算，也可通過對信號幅值作積分來計算。
對每一臨界頻帶來自頻帶值計算電路303的輸出的頻譜代表一種稱之為Bark頻譜的頻譜，例如，如圖4所示。在該圖中，為了簡化繪圖只示出了B1至B12十二個臨界頻帶。
圖3所示的電路對每一頻帶按照一種固定位分配模式分配固定模式量化位以及按照相關(guān)于頻帶頻率加權(quán)的頻帶值分配的信號相關(guān)的量化位。
例如，假如可用于量化所有的頻譜系數(shù)，并且可用于傳送或記錄的位的數(shù)量是100Kilobits/秒(kb/s)，本實施例根據(jù)從若干個固定位分配模式每個模式與用與100kg/s的位比率相干的若干位中所選出的一個模式來分配固定模式的量化位。根據(jù)固定位分配模式分配來量化位。根據(jù)固定位分配模式分配來量化頻譜系數(shù)的實際的位的數(shù)量是根據(jù)下面將要詳細描述的乘法器402的分布率來調(diào)整的?？傻玫降娜课坏臄?shù)量，例如與一個位比率100kb/s相關(guān)的位，由可得到的全部位數(shù)指示電路302來指示。可得到全部的位數(shù)也可以是外部可編程的。
在圖3所示的方案中，提供了多種固定位分配模式，并且根據(jù)輸入信號從中選擇一種合適的模式。
固定位分配電路305中存貯了許多固定位分配模式，每一模式定義了對每一輸入信號塊在相應(yīng)于100kb/s的若干位的頻帶間的一種分配。不同的固定位分配模式在中頻率至低頻率帶和高頻率帶之間具有不同的位分配。最適當(dāng)?shù)囊环N固定位分配模式是響應(yīng)輸入信號所選擇的，即對較低的輸入信號電平通擇一種模式，其中對較高頻率的頻帶分配很少的位。這種選擇利用了響應(yīng)效應(yīng)，即人類對較高頻率范圍的聽覺靈敏度在較低的信號電平下會降低。雖然合適的固定位分配模式可以根據(jù)輸入信號的電平來選擇，或者根據(jù)所有頻帶的信號電頻來選擇，也可以根據(jù)一個頻率劃分電路-該電路利用一個濾波器將輸入信號劃分為頻率成份-的輸出來選擇，也可以根據(jù)由一個或多個MDCT電路14至16(圖1)所提供的一個或多個頻譜系數(shù)來選擇。
與信號相關(guān)的位分配是由與信號相關(guān)的位分配電路304根據(jù)頻帶值計算電路303的加權(quán)輸出來實現(xiàn)的。乘法器410接受一個權(quán)模和頻帶值計算電路303的輸出，并且將每個頻帶的值乘以由權(quán)模所定義的頻帶的加權(quán)系數(shù)，產(chǎn)生每個頻帶的一個加權(quán)頻帶值。每個頻帶的加權(quán)頻帶值被饋入與信號相關(guān)的位分配電路304。最佳實施例采用圖5A所示的加權(quán)模式。
對輸入信號的每塊來說，與信號相關(guān)的位分配電路304向每一頻帶中的頻譜系數(shù)分配與信號相關(guān)的量化位，使得位分配與每一頻帶的加權(quán)頻帶值相關(guān)。在所示的實施例中，與信號相關(guān)的位分配電路分配一定量的與信號相關(guān)的量化位，其數(shù)量等于根據(jù)所選擇的固定位分配模式所分配的固定模式量化位的數(shù)量。最后分配來量化頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的位的實際數(shù)量根據(jù)分布率由乘法器401進行調(diào)整，對此下面將作詳細描述。
與信號相關(guān)的位分配電路304根據(jù)下式在頻帶間分配量化位b(k)＝δ+1/2log2[6′2(k)/p]其中b(k)是分配來量化第k個頻帶個的每一個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量，δ是一個最佳偏差，6′2(k)是第K個頻帶的加權(quán)頻帶值，P是對整個頻譜所取的平均量化噪聲能量。為了找到每一頻帶的最佳b(k)值，變化δ的值，使得對所有頻帶的b(k)的和等于或略小于可得到的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目。
作為將來自頻帶值計算電路303的頻帶值被加權(quán)系數(shù)的單一模式數(shù)乘的替代，頻帶值可以被多個加權(quán)模式中的一個合適的加權(quán)系數(shù)相乘。多種加權(quán)系數(shù)模式可以存貯在加權(quán)模式存貯器406中，根據(jù)輸入信號可以選擇一個合適的加權(quán)模式。
輸入信號經(jīng)由輸入端404加到加權(quán)模式選擇器408，加權(quán)模式選擇器408選擇一個合適的加權(quán)模式406，并將所選擇的加權(quán)模式饋入乘法器410。該乘法器還接收頻帶值計算電路303的輸出，并將每個頻帶的頻帶值乘以由所選擇的加權(quán)模式定義的頻帶的加權(quán)系數(shù)，從而為每一頻帶提供一個加權(quán)頻帶值，該加權(quán)頻帶值被饋入到此信號相關(guān)的位分配電路304。
在圖5A至5D中示出了一些典型的加權(quán)模式。此外，所示出的基本模式的變型也可以存貯起來。在這些變型中，基本模式在斜度上發(fā)生變化并將頻率翻轉(zhuǎn)，從而為一種寬范圍輸入信號情況提供最佳的加權(quán)。
加權(quán)模式選擇器408根據(jù)輸入信號的電平從加權(quán)模式存貯器406中選擇一個合適的加權(quán)模式。該加權(quán)模式選擇器在選擇一個合適的加權(quán)模式時，可以額外地或交替地考慮輸入信號的頻譜量。
作為一種更一步的替代情況，加權(quán)模式選擇器408可以通過在例如與輸入信號相關(guān)的兩個加權(quán)模式間作插值來計算一個加權(quán)模式，也可以根據(jù)輸入信號調(diào)整所選擇的加權(quán)模式的加權(quán)系數(shù)。在剛才所描述的方式中，本實施例改變加權(quán)系數(shù)來提供一種位分配，它能更適應(yīng)人類的聽覺，從而改進了聲音的質(zhì)量。
全部可得到的位數(shù)在根據(jù)一種固定位分配模式進行位分配和根據(jù)一種與信號相關(guān)的位分配模式進行位分配之間的劃分是根據(jù)指示輸入信號頻譜的平滑性的一個指數(shù)來確定的。頻帶值計算電路303的輸出被饋入到頻譜平滑度計算電路308。該頻譜平滑度計算電路經(jīng)輸入端400接收頻譜系數(shù)，然后計算相鄰頻譜水平之差的絕對值之和除以所有頻譜水平之和的商，即
YI=0.5×Σi=1n|Si-Si-1|Σi=1n|Si|]]>其中I是頻譜平滑度指數(shù)，Si是第i個頻帶中的頻譜水平。最好是將頻譜系數(shù)用作頻譜水平。所計算的頻譜平滑度指數(shù)1提供給劃分比率確定電路309。該劃分比率確定電路確定施加給全部可得到的位數(shù)的劃分比率D。該劃分比率D是根據(jù)一個固定位分配模式分配的位數(shù)與全部位數(shù)之比。劃分比率確定電路還計算劃分比率的補數(shù)(1-D)，這個數(shù)是根據(jù)一個與信號相關(guān)的位分配模式分配的位數(shù)與全部位數(shù)之比。
劃分比率確定電路309將劃分比率D饋送到乘法器402，該乘法器通接收固定位分配電路305的輸出。乘法器402考慮劃分比率D計算根據(jù)一種固定位分配模式要分配給每一頻帶的實際的位數(shù)。劃分比率確定電路309還將劃分比率的補數(shù)1-D饋入到乘法器401，該乘法器還被提供與信號相關(guān)的位分配電路304的輸出。乘法器401考慮劃分比率D計算根據(jù)與信號相關(guān)的位分配模式所要分配給每一頻帶的實際的位數(shù)。
在一種替代方案中，可以不用乘法器401和402，劃分比率D可以饋入到固定位分配電路305，該電路采用由全部可得到的位(例如等于100kb/s的位)數(shù)乘以劃分比率得到的乘積所指示的位數(shù)來選擇一個固定位分配模式，劃分比率的補數(shù)1-D被饋入到與信號相關(guān)的位分配電路304，該電路分配將全部可得到的位(即等于100kg/s的位)數(shù)乘以與每一頻帶的加權(quán)頻帶值相關(guān)的頻帶間劃分比率的補數(shù)所計算的位數(shù)。
乘法器401和402的輸出被饋入加法器306。加法器306通過對輸入信號的每一塊，對每一頻帶，將固定位分配的值和與信號相關(guān)的位分配值相加來確定用于量化每一頻帶中的每一頻譜系數(shù)所分配的全部量化數(shù)位。指示量化位總和的加法器306的輸出被加到輸出端307。然后由輸出端307中所得到的數(shù)據(jù)所指示的量化位的數(shù)量對每一頻帶的頻譜系數(shù)進行量化。對輸入信號的每一塊而言，在輸出端307提供一組數(shù)，它指示分配來量化每一頻帶的頻譜系數(shù)的位數(shù)。
在根據(jù)一種固定位分配模式所分配的位和根據(jù)一種與信號相關(guān)的位分配模式所分配的位之間對全部所得到的位數(shù)的劃分所以如下交替地確定對每一頻帶，用分貝所表示的加權(quán)信號能量的值被頻譜平滑指數(shù)R(它可能是0到1間的一個值)相乘，所產(chǎn)生的積被相加以得到一個第一和值S1，每一頻帶的固定位分配模式被(1-R)相乘，所產(chǎn)生的積被相加以得到一個第二和值S2。第一和值和第二和值，S1和S2被除以第一和值與第二和值的和(S1+S2)，產(chǎn)生第一和第二比率，該第一和第二和值分別用作與信號相關(guān)的位分配模式和固定位分配模式與全部可得到的位數(shù)之間的位劃分比率。
圖7示出如何將位分配到具有圖6所示頻譜的一個輸入信號中的例子。為了減化繪圖，只示出了十二頻帶。在圖7個，標(biāo)陰影的短形指示分配給每個頻帶的與信號相關(guān)的位數(shù)，沒標(biāo)陰影的矩形表示根據(jù)固定位分配模式分配給每一頻帶的位數(shù)。等于兩種位數(shù)之和的一個個位數(shù)被分配來量化每個頻帶中的頻譜系數(shù)。雖然圖7所示的位數(shù)具有實數(shù)值而不是整數(shù)，該實數(shù)值最后要通過例如舍位來轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的整數(shù)，從而得到分配來對每一頻帶的頻譜進行量化的位數(shù)。
參看圖6，輸入信號包括具有彼此水平基本相等的窄頻譜成份A、B和C。在一個傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮器中，根據(jù)每一頻帶中信號成份的水平來分配以信號相關(guān)的位，從而獲得最佳的信一噪比。對根據(jù)固定位分配模式分配給每個頻帶2、6和10的量化位在每一頻帶上大體上要加上同等量的與信號相關(guān)的位。根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮器當(dāng)頻率增大時對具有確定水平的頻帶分配較少量的量化位，從而分配給頻帶10的量化位較之分配給頻帶6的量化位少，分配給頻帶6的量化位較之分配給頻帶2的量化位少。
與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮器相比較，本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮器具有在較低頻率下得到了改進，而在較高頻率下退化的一個信-噪比特性。由于人類聽覺靈敏度的頻率特征，較高頻率的噪聲(在本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮器中被增大了)比較低頻率的噪聲更不易被聽到。此外，較高頻率的噪聲被較低頻率的信號所遮蔽。因此，在根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮器中噪聲在較高頻率的增大不為人類的聽覺所感受。另一方面，人類聽覺對其更為靈敏的較低頻率的噪聲在本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮器中被減少?？傮w效果就是由聽眾所感覺的聲音質(zhì)量得到了改進。
應(yīng)該注意到，對例如圖6和圖7中的中間頻率頻帶號6分配的位數(shù)要少于對低頻率頻帶號2所分配的位數(shù)。這樣一種位分配不能簡單地靠在固定分配模式中永久性地給較低頻率頻帶分配位數(shù)來實現(xiàn)。這種效果只有對輸入信號的每一塊而言，根據(jù)每一頻帶中被相關(guān)于頻帶頻率加權(quán)的頻帶值，通過與信號相關(guān)的位分配來實現(xiàn)。
在所示的實施例中，假設(shè)在大約100HE以下MDCT產(chǎn)生相當(dāng)少的頻譜系數(shù)。然而，由于與較高頻率相關(guān)的信號有效地呈現(xiàn)在每個較低頻率頻譜系數(shù)中，因此需要分配大量的位數(shù)來量化較低頻率。作為一種近似，如果位分配依賴于相應(yīng)頻帶的信號成份的水平，從而給較低頻率分配更多位，這樣就可以滿足需要了。
一個數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備，其中對輸入信號的一個相對長塊進行正交變換來提供頻譜系數(shù)，該設(shè)備在低于100HE的頻率范圍內(nèi)提供足夠的頻該系數(shù)密度，從而對低于50HE的頻帶的頻譜系數(shù)所作的與信號相關(guān)的位分配相比于對高于這一頻率中的頻帶的位分配而言可以縮減。這種位縮減之所以能進行，是因為一類聽覺在很低的頻率范圍靈敏度會降低。
圖8示出了一輔助擴展器的方框圖，該擴展器對由上面所描述的數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備所壓縮的信號進行擴展。
參見圖8，對每一頻帶量化的頻譜系數(shù)被提供給擴展器的輸入端122，124和126。塊浮動信息、塊大少信息以及指示各頻帶中用于量化頻譜系數(shù)的位數(shù)的數(shù)據(jù)被提供到輸入端123、125和127。提供給輸入端的信號被饋送到反量化電路116、117和118，自適應(yīng)位分配在其中被采用上面所提到的與量化位的數(shù)量相關(guān)的數(shù)據(jù)來進行逆變換，該自適應(yīng)位分配而原始輸入信號的每一塊而言指示在每一頻帶中采用了多位來量化頻譜系數(shù)。
反量化電路116、117和118的輸出被加到改進的離散余弦反變換(IMDCT)電路113、114和115上，該電路還經(jīng)輸入端123、125和127提供給塊大小信息。在IMDCT電路中，頻率域中被反量化的頻譜系數(shù)被正交變換為時間域中三個頻率范圍信號的一組采樣值。來自IMDCT電路113、114和115的時間域中的頻率范圍信號采用反正交鏡象濾波(IQMF)電路112和111組合成呈頻段PCM數(shù)字音頻信號，被饋送到輸出端110。
應(yīng)該注意到，由于圖8所示的擴展器電路由壓縮電路提供了指示量化位的數(shù)量的數(shù)據(jù)，該擴展器可以擴展由一個已知的數(shù)據(jù)壓縮器所壓縮的信號，并且當(dāng)擴展被本發(fā)明的一個數(shù)據(jù)壓縮器所壓縮的一個信號時，將給出改進了的聲音質(zhì)量。示于圖8的擴展器可以采用相對而言較少量的電路來擴展由數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備所提供的壓縮數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生一個高質(zhì)量譯碼信號。
由上面的描述可知，本發(fā)明提供了一個數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備，其中可以得到的用于位分配的全部位劃分為根據(jù)一個固定位分配模式所分配的位和根據(jù)一個與信號相關(guān)的位分配所分配的位。與信號相關(guān)的位分配是根據(jù)被依據(jù)頻帶頻率進行加權(quán)處理的頻帶值來進行的。當(dāng)該被壓縮的信被擴展、譯碼、重現(xiàn)并被人的聽覺感受時，這可提供最佳的位分配，對具有平頻譜特性的信號、對具有一個單一頻譜線的信號以及對具有大量窄頻譜線的信號而言，不需要進行掩蔽所需的復(fù)雜計算。結(jié)果是，盡管具有小尺寸和低位比率，數(shù)據(jù)壓縮設(shè)備都可獲得高聲音質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一個用于壓縮一個數(shù)字輸入信號以產(chǎn)生一個壓縮的數(shù)字輸出信號的設(shè)備，該設(shè)備包括一個裝置，用于從數(shù)字輸入信號中導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，并且將頻譜系數(shù)分為多個頻帶，每一頻帶具有一個頻帶值和一個頻帶頻率。一個自適應(yīng)位分配裝置，用于自適應(yīng)地在頻帶間分配若干與信號相關(guān)的量化位，從而對每一頻帶分配若干用于量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位，分配給每一頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量是由依據(jù)頻帶頻率進行加權(quán)處理的頻帶值所確定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶分配若干由頻帶值所確定的與信號相關(guān)的量化位，頻帶值被依據(jù)頻帶頻率進行加權(quán)，從而使得對一給定頻帶組而言分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該設(shè)備另外還包括一個裝置，用于對每一頻帶根據(jù)該頻帶中的頻譜系數(shù)來確定頻帶值，一個加權(quán)裝置，用于對每一頻帶依據(jù)該頻帶的頻率對頻帶值進行加權(quán)以產(chǎn)生一個加權(quán)的頻帶值，而且，自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶根據(jù)該頻帶的加權(quán)頻帶值分配若干與信號相關(guān)的量化位，用于量化該頻帶中的每一個頻譜系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶分配若干由頻帶值所確定的與信號相關(guān)的量化位，該頻帶值被相關(guān)于數(shù)字輸入信號和頻帶的頻率的一個加權(quán)系數(shù)加權(quán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶分配若干由頻帶值所確定的與信號相關(guān)的量化位，每一頻帶的頻帶值根據(jù)一個所選的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式被相關(guān)于頻帶頻率加權(quán);并且，該設(shè)備另外還包括一個裝置，用于存貯多個與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。一個選擇裝置，用于響應(yīng)數(shù)字輸入信號從所存貯的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式中選擇一個合適的，并且作為所選擇的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式提供給自適應(yīng)位分配裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中數(shù)字輸入信號具有一個電平，并且，選擇裝置根據(jù)數(shù)字輸入信號的電平從所存貯的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式中選擇一個合適的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中數(shù)字輸入信號具有一個頻譜，并且，選擇裝置根據(jù)數(shù)字輸入信號的頻譜從所存貯的與頻率相關(guān)的加權(quán)式中選擇一個合適的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置向每一帶分配由頻帶值所確定的若干與信號相關(guān)的量化位，頻帶值根據(jù)所擇的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式依據(jù)頻帶頻率被加權(quán)，從而，對一給定帶值而言，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量被增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，另外還包括一個固定位分配裝置，根據(jù)一種固定位分配模式在頻帶間分配若干固定模式的量化位，該固定位分配模式對每一頻帶限定分配來量化該頻帶中的每一頻譜系數(shù)的若干若定模式量化位，一個量化裝置，用于利用等于分配來量化頻帶的每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量與分配來量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的固定模式量化位的數(shù)量之和的若干量化位來量化該頻帶中的每一個頻譜系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶分配由頻帶值確定的若干與信號相關(guān)的量化位，該頻帶值被依據(jù)頻帶的頻率加權(quán)，從而對一給定頻帶值而言，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位被增加。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中該設(shè)備另外還包括一個裝置，用于對每一頻帶根據(jù)該頻帶的頻率對頻帶值加權(quán)以產(chǎn)生一個加權(quán)的頻帶值;而且，該自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶，根據(jù)該頻帶的加權(quán)頻帶值，分配用來量化該頻帶中每一個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶分配由頻帶值所確定的若干與信號相關(guān)的量化位，每一頻帶的頻帶值被與數(shù)字輸入信號和頻帶的頻率相關(guān)的一個加權(quán)系數(shù)所加權(quán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶分配由頻帶值確定的若干與信號相關(guān)的量化位，該頻帶值根據(jù)一個所選擇的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式被相關(guān)于頻帶頻率加權(quán);該設(shè)備另外還包括一個裝置，用于存貯多個與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，一個選擇裝置，用于響應(yīng)數(shù)字輸入信號，從所存貯的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式中選擇一個合適的，并且提供給自適應(yīng)位分配裝置，作為一個所選擇的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中自適應(yīng)位分配裝置對每一頻帶分配由頻帶值確定的若干與信號相關(guān)的量化位，該頻帶值被依據(jù)頻帶頻率加權(quán);從而對在較低頻率頻帶中的一個給定頻帶值而言，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位被增大。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中固定位分配裝置根據(jù)一個選擇的固定位分配模式在頻帶間分配固定模式量化位;該設(shè)備另外還包括一個裝置，用于存貯多個固定位分配模式，以及，一個附加選擇裝置，用于響應(yīng)數(shù)字輸入信號從所存貯的固定位分配模式中選擇一個合適的，并且將其提供給固定位分配裝置作為選定的固定位分配模式。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中可獲得用于量化所有的頻譜系數(shù)的可得到的有效量化位的總數(shù);數(shù)字輸入信號有一個頻譜，該頻譜有一個平滑度;該設(shè)備另外還包括一個劃分比率確定裝置，用于響應(yīng)數(shù)字輸入信號的頻譜的平滑度確定有效量化位的總數(shù)在與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目和固定模式量化位的數(shù)目之間的劃分，并且用于提供固定模式量化位的數(shù)目與有效量化位的總數(shù)目的劃分比率，以及該劃分比率的一個補數(shù)，一個裝置，用于將每一頻帶的固定模式量化位的數(shù)目乘以劃分比率;此外，量化裝置是采用若干量化位來量化一個頻帶中的每個頻譜系數(shù)的，所述若干量化位等于分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的乘出的與倍號相關(guān)的量化位數(shù)與分配來量化頻帶中的每個頻譜系數(shù)的乘出的固定模式量化位數(shù)之和。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中可獲得用于量化所有的頻譜系數(shù)的有效量化位的總數(shù);數(shù)字輸入信號有一個頻譜，該頻譜具有一個平滑度;所述設(shè)備另外還包括一個劃分比率確定裝置，用于根據(jù)數(shù)字輸入信號頻譜的平滑度來確定在與信號相關(guān)的量化位數(shù)目與固定模式量化位數(shù)目之間對有效量化位總數(shù)的劃分，并且用于提供固定模式量化位的數(shù)目與有效量化位的總數(shù)的劃分比率，以及該劃分比率的一個補數(shù);由自適應(yīng)位分配裝置在頻帶之間所分配的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目大致上正比于劃分比率的補數(shù);由自適應(yīng)位分配裝置在頻帶之間所分配的固定模式量化位的數(shù)目大致上正比于劃分比率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中固定位分配裝置按照一種選定的固定位分配模式，在低頻帶之間分配固定模式量化位;該設(shè)備另外還包括一個用于存貯多個固定位分配模式的裝置，該固定位分配模式根據(jù)劃分比率的不同值來分配固定模式量化位的數(shù)目，以及一個附加選擇裝置，用于根據(jù)數(shù)字輸入信號和劃分比率從所存貯的固定位分配模式中選擇一個合適的，并且提供給固定位分配裝置作為選定的固定位分配模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中用于導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)的裝置包括一個頻率劃分裝置，用于接收數(shù)字輸入信號，并且將數(shù)字輸入信號劃分為多個頻率范圍，并且提供每一頻率范圍內(nèi)的一個頻率范圍信號;一個時間劃分裝置，用于按時間將一個頻率范圍信號分為塊;以及一個正交變換裝置，用于變換一塊頻率范圍信號以產(chǎn)生多個頻譜系數(shù)。
20.用于壓縮一個數(shù)字輸入信號以產(chǎn)生一個壓縮的數(shù)字輸出信號的一個方法，該方法包括如下步驟由數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，并且將頻譜系數(shù)分成多個頻帶，每一頻帶具有一個頻帶值和一個頻帶頻率;在頻帶間自適應(yīng)地分配若干與信號相關(guān)的量化位，從而對每一頻帶分配若干與信號相關(guān)的量化位來量化該頻帶中的每個頻譜系數(shù)，分配給每一頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目由相關(guān)于頻帶頻率被加權(quán)的頻帶值決定。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，在分配步驟中，頻帶值相關(guān)于頻帶頻率被加權(quán)，從而對一給定的頻帶值來說，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目增加。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中該方法另外還包括如下步驟對每一頻帶，根據(jù)該頻帶的頻譜系數(shù)，確定頻帶值，對每一頻帶，依賴頻帶系數(shù)對頻帶值加權(quán)，從而提供一個加權(quán)的頻帶值;而且在分配步驟中，根據(jù)每個頻帶的加權(quán)頻帶值將用于量化該頻帶中每個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目分配給每個頻帶。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，在分配步驟中，用一個與數(shù)字輸入信號和頻帶的頻率相關(guān)的加權(quán)系數(shù)對每一頻帶的頻帶值加權(quán)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中在分配步驟中，根據(jù)一個選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式依據(jù)頻帶頻率對每一頻帶中的頻帶值加權(quán);該方法另外還包括以下步驟提供多種與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并且響應(yīng)數(shù)字輸入信號選擇一個合適的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并且提供給自適應(yīng)位分配裝置作為所選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，為了壓縮具有一個電平的一個數(shù)字輸入信號，其中，在選擇步驟中，根據(jù)該數(shù)字輸入信號的電平從存貯的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式中選擇一個合適的。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，為了壓縮具有一個頻譜的一個數(shù)字輸入信號，其中，在選擇步驟中，根據(jù)該數(shù)字輸入信號的頻譜從存貯的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式中選擇一個合適的。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，在分配步驟中，頻帶值被加權(quán)，以至對一個給定的頻帶值來說，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目增大。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，另外還包括如下步驟根據(jù)一個固定位分配模式在頻帶間分配若干個固定模式量化位，該固定位分配模式對每一頻帶定義分配來量化該頻帶中每一頻譜系數(shù)的若干個固定模式量化位，并且采用若干個量化位來量化一個頻帶中的每個頻譜系數(shù)，所述量化位的個數(shù)等于分配來量化該頻帶中每個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量與分配來量化該頻帶中每個頻譜系數(shù)的固定模式量化位的數(shù)量之和。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中在分配步驟中，頻帶值被加權(quán)，以至對一給定的頻帶值來說，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目增加。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中該方法另外包括如下步驟對每一頻帶，根據(jù)該頻帶中的頻譜系數(shù)確定頻帶值，對每一頻帶，依據(jù)頻帶的頻率對頻帶值加權(quán)來產(chǎn)生一個加權(quán)頻帶值;并且在分配步驟中，根據(jù)頻帶的加權(quán)頻帶值，向每一頻帶分配用于量化該頻帶中每一個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，在分配步驟中，每一頻帶的頻帶值被與數(shù)字輸入信號和頻帶的頻率相關(guān)的一個加權(quán)系數(shù)加權(quán)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中在分配步驟中，根據(jù)一個選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，相關(guān)于頻帶頻率對頻帶值加權(quán)，該方法另外還包括如下步驟提供多種與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并且根據(jù)數(shù)字輸入信號選擇一個適當(dāng)?shù)呐c頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并且提供給自適應(yīng)位分配裝置作為所選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，在分配步驟中，頻帶值被加權(quán)，以至對較低頻步頻帶范圍中的一個給定頻帶值而言，分配給較低頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量被增加。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中在固定位分配步驟中，根據(jù)一個選定的固定位分配模式在頻帶間分配固定模式量化位;該方法另外還包括如下步驟提供多個固定位分配模式，并且根據(jù)數(shù)字輸入信號從所存貯的固定位分配模式中選擇一個適當(dāng)?shù)模⑶姨峁┙o固定位分配裝置作為選定的固定位分配模式。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，用于壓縮具有一個頻譜的一個數(shù)字輸入信號，該頻譜具有一個平滑度，并且采用可得到的量化位總數(shù)量來量化所有的頻譜系數(shù)，其中該方法另外還包括響應(yīng)數(shù)字輸入信號頻譜的平滑度，確定在與信號相關(guān)的量化位數(shù)目和固定模式量化數(shù)目之間為可得到的量化位總數(shù)量的劃分，根據(jù)所確定的劃分提供固定模式量化位的數(shù)量與可得到的量化位總數(shù)量的一個劃分比率，以及該劃分比率的一個補數(shù)，將每一頻帶的與信號相關(guān)的量化位數(shù)目乘以劃分比率的補數(shù)，將每一頻帶的固定模式量化位數(shù)目乘以劃分比率;在量化步驟中，在一個頻帶中的每一頻譜系數(shù)被采用若干個量化位進行量化，該若干個量化位數(shù)等于分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的乘出的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目與分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的乘出的固定模式量化位的數(shù)目之和。
36.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，用于壓縮具有一個頻譜的一個數(shù)字輸入信號，該頻譜具有一個平滑度，并且采用可得到的量化位總數(shù)來量化所有的頻譜系數(shù)，其中該方法另外還包括根據(jù)數(shù)字輸入信號頻譜的平滑度確定在與信號相關(guān)的量化位數(shù)目和固定模式量化位數(shù)目之間對可得到的量化位總數(shù)目的劃分，根據(jù)所確定的劃分提供固定模式量化位數(shù)目與可得到的量化位的總數(shù)目的一個劃分比率，以及該劃分比率的一個補數(shù);在自適應(yīng)分配步驟中，在頻帶間所分配的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目大致上正比于劃分比率的補數(shù);在固定位分配步驟中，在頻帶間所分配的固定模式量化位數(shù)目大致上正比于劃分比率。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中在固定位分配步驟中，根據(jù)一個選定的固定位分配模式在頻帶中分配固定模式量化位;該方法另外還包括如下步驟提供多種固定位分配模式，該固定位分配模式根據(jù)劃分比率的不同值分配固定模式量化位的數(shù)目，根據(jù)數(shù)字輸入信號和劃分比率選擇一個合適的固定位分配模式，并且提供給固定位分配裝置作為選定的固定位分配模式。
38.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中由數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)的步驟包括以下步驟將數(shù)字輸入信號劃分為多個頻率范圍，并且在每一頻率范圍中提供一個頻率范圍信號，將一個頻率范圍信號按時間劃分為多塊;對一塊頻率范圍信號作正交變換以提供多個頻譜系數(shù)。
39.一個存貯媒體，在其中存貯了用包含以下步驟的一個數(shù)據(jù)存貯方法從一個數(shù)字輸入信號中導(dǎo)出的一個壓縮數(shù)字信號從數(shù)字輸入信號中導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，并將這些頻譜系數(shù)分成多個頻帶，每一頻帶具有一個頻帶值和一個頻帶頻率，在各頻帶間自適應(yīng)位分配若干與信號相關(guān)的量化位數(shù)目，從而給每一頻帶分配一些與信號相關(guān)的量化位用于量化頻帶中的每一個頻譜系數(shù)，分配給每一頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目是由依據(jù)頻帶頻率加權(quán)的頻帶值所確定的，采用一些量化位來量化每個頻帶中的每個頻譜系數(shù)，所述量化位中包括那些分配來量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量;將量化的頻譜系數(shù)計入到壓縮的數(shù)字信號中。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟中，頻帶值相關(guān)于頻帶頻率被加權(quán)，從而對一個給定的頻帶值來說分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目被增加。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中該方法另外包括以下步驟對每一頻帶，根據(jù)該頻帶的頻譜系數(shù)確定頻帶值，而且對每一頻帶依據(jù)頻帶的頻率對頻帶值加權(quán)，以提供一個加權(quán)的頻帶值;而且在分配步驟中，用于量化頻帶中每一頻譜系數(shù)所分配的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目是根據(jù)頻帶的加權(quán)頻帶值分配給每一頻帶的。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟中，用與數(shù)據(jù)輸入信號和頻帶的頻率相關(guān)的一個加權(quán)系數(shù)對每一頻帶的頻帶值加權(quán)。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中在分配步驟中，根據(jù)一個選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，依據(jù)頻帶的頻率對每一頻帶的頻帶值進行加權(quán);而且該方法另外包括以下步驟提供多個與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，根據(jù)數(shù)字輸入信號選擇一個合適的與信號相關(guān)的加權(quán)模式，并且提供給自適應(yīng)位分配裝置作為選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中該方法另外包括如下步驟根據(jù)一種固定位分配模式，在頻帶內(nèi)分配若干個固定模式量化位，所述固定位分配模式對每一頻帶定義分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的若干個固定模式量化位，在量化步驟中，采用若干個量化位對每一頻帶中的每個頻譜系數(shù)進行量化，所述若干個量化等于分配來量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目與分配來量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的固定模式量化位的數(shù)目之和。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟中，頻帶值被加權(quán)，以至對于一個給定的頻帶值而言，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目被增加。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中該方法另外還包括以下步驟對每一頻帶，根據(jù)頻帶的頻譜系數(shù)確定頻帶值，對每一頻帶，依據(jù)頻帶頻率對頻帶值加權(quán)，從而提供一個加權(quán)的頻帶值;而且在分配步驟中，用于量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目是根據(jù)該頻帶的加權(quán)頻帶值分配給每一頻帶的。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟中，每一頻帶的頻帶值被相關(guān)于數(shù)字輸入信號和頻帶頻率的一個加權(quán)系數(shù)加權(quán)。
48.根據(jù)權(quán)利要求44所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中在分配步驟中，根據(jù)一個選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，依據(jù)頻帶的頻率對頻帶值加權(quán)，該方法另外還包括如下步驟提供多個與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并且根據(jù)數(shù)字輸入信號選擇一個合適的與信號相關(guān)的加權(quán)模式，并且提供給自適應(yīng)位分配裝置作為選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。
49.根據(jù)權(quán)利要求44所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中在固定位分配步驟中，根據(jù)一個選定的固定位分配模式，在頻帶內(nèi)分配固定模式量化位;該方法另外還包括以下步驟提供多個固定位分配模式，并且根據(jù)數(shù)字輸入信號從所存貯的固定位分配模式中選擇一合適的，并且提供給固定位分配裝置作為選定的固定位分配模式。
50.根據(jù)權(quán)利要求44所述的媒體，其中數(shù)據(jù)壓縮方法用于壓縮具有一個頻譜的一個數(shù)字輸入信號，該頻譜具有一個頻譜的一個數(shù)字輸入信號，該頻譜具有一個平滑度，并且利用可得到的量化位的總數(shù)來量化所有的頻譜系數(shù)，其中該方法另外包括根據(jù)數(shù)字輸入信號的頻譜的平滑度，確定在與信號相關(guān)的量化位數(shù)目與固定模式量化位的數(shù)目之間對可得到的量化位的總數(shù)的劃分，根據(jù)所確定的劃分，提供固定模式量化位的數(shù)目與可得到的量化位的總數(shù)之間的一個劃分比率，以及劃分比率的一個補數(shù)，根據(jù)劃分比率的補數(shù)調(diào)節(jié)各個頻帶中與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目，根據(jù)劃分比率調(diào)節(jié)各個頻帶中固定模式量化位的數(shù)目;而且在量化步驟中，采用若干個量化位對一個頻帶中的每一頻譜系數(shù)進行量化，所述若干個量化位等于分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的調(diào)節(jié)后的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目與分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的調(diào)節(jié)后的固定模式量化位的數(shù)目之和。
51.根據(jù)權(quán)利要求39所述的媒體，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中，由數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)的步驟包括如下步驟將數(shù)字輸入信號劃分為多個頻率范圍，并且在每個頻率范圍中提供一個頻率范圍信號;將一個頻率范圍信號按時間劃分為幾塊;對一塊頻率范圍信號進行正交變換以產(chǎn)生多個頻譜系數(shù);
52.根據(jù)權(quán)利要求39所述的媒體，其中該媒體從包括光盤，半導(dǎo)體存貯器和磁帶的一組媒體中進行選擇。
53.一個擴展器，用于擴展由一個數(shù)據(jù)壓縮方法從一個數(shù)字輸入信號所導(dǎo)出的一個壓縮數(shù)字信號，數(shù)據(jù)壓縮方法包括以下步驟由數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)，將這些頻譜系數(shù)分進多個頻帶，每個頻帶具有一個頻帶值和一個頻帶頻率，在頻帶內(nèi)自適應(yīng)地分配若干個與信號相關(guān)的量化位，從而給每個頻帶分配若干個用于量化該頻帶中每個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位，分配給每個頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目是由被依據(jù)頻帶頻率加權(quán)的頻帶值所確定的，采用若干量化位來量化每一頻帶中的每個頻譜系數(shù)，該若干個量化位中包括為量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目，對每一頻帶在壓縮的數(shù)字信號中引入量化的頻譜系數(shù)和指示量化位的數(shù)量的數(shù)據(jù)。擴展器包括一個裝置，用于對每一頻帶從壓縮的數(shù)字信號中分離出量化的頻譜系數(shù)和指示量化位數(shù)目的數(shù)據(jù);一個裝置，用于根據(jù)指示量化位數(shù)目的數(shù)據(jù)對每一頻帶將量化的頻譜系數(shù)行反量化;一個裝置，用于從反量化的頻譜系數(shù)中導(dǎo)出輸出信號。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟，依據(jù)頻帶頻率對頻帶值加權(quán)，以至于對一給定的頻帶值而言，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目被增加。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中該數(shù)據(jù)壓縮方法另外還包括以下步驟對每一頻帶，根據(jù)頻帶的頻譜系數(shù)確定頻帶值，對每一頻帶，依據(jù)頻帶頻率對頻帶值加權(quán)以提供一個加權(quán)的頻帶值;而且在分配步驟中，用于量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目被依據(jù)頻帶的加權(quán)頻帶值分配給每一頻帶。
56.根據(jù)權(quán)利要求53所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟中，每一頻帶的頻帶值被相關(guān)于數(shù)字輸入信號和頻帶頻率的一個加權(quán)系數(shù)加權(quán)。
57.根據(jù)權(quán)利要求53所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中在分配步驟中，根據(jù)一個選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，依據(jù)頻帶頻率對每一頻帶的頻帶值加權(quán);該方法另外包括以下步驟提供多個與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，根據(jù)數(shù)字輸入信號選擇一個合適的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并且提供給自適應(yīng)位分配裝置作為選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。
58.根據(jù)權(quán)利要求53所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中該方法另外包括根據(jù)一個固定位分配模式在頻帶間分配若干個固定模式量化位的步驟，所述固定位分配模式對每一頻帶定義分配來量化該頻帶中每一頻譜系數(shù)的若干個固定模式量化位，而且在量化步驟中，采用若干個量化位量化每個頻帶中的每一個頻譜系數(shù)，所述量化位的個數(shù)等于分配來量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目與分配來量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的固定模式量化位的數(shù)目之和。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟中，頻帶值被加權(quán)，以至對一給定的頻帶值來說，分配給較低頻率頻帶的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)量被增加。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中數(shù)據(jù)壓縮方法另外包括以下步驟對每一頻帶，根據(jù)頻帶的頻譜系數(shù)確定頻帶值，對每一頻帶，依據(jù)頻帶頻率對頻帶值加權(quán)以提供一個加權(quán)的頻帶值，并且在分配步驟中，根據(jù)每個頻帶的加權(quán)頻帶值給每個頻帶分配用于量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法的分配步驟中，每一頻帶的頻帶值被相關(guān)于數(shù)字輸入信號和頻帶的頻率的一個加權(quán)系數(shù)加權(quán)。
62.根據(jù)權(quán)利要求58所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中在分配步驟中，根據(jù)一個選定的與信號相關(guān)的加權(quán)模式依據(jù)頻帶頻率對頻帶值加權(quán)，并且該方法另外包括以下步驟提供多個與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，根據(jù)數(shù)字輸入信號選擇一個合適的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式，并且提供給自適應(yīng)位分配裝置作為選定的與頻率相關(guān)的加權(quán)模式。
63.根據(jù)權(quán)利要求58所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中在固定位分配步驟中，根據(jù)一個選定的固定位分配模式在頻帶間分配固定模式量化位;并且該方法另外包括以下步驟提供多個固定位分配模式，根據(jù)數(shù)字輸入信號從存貯的固定位分配模式中選擇一個合適的，并且提供給固定位分配裝置作為選定的固定位分配模式。
64.根據(jù)權(quán)利要求58所述的擴展器，其中數(shù)據(jù)壓縮方法用于壓縮具有一個頻譜的一個數(shù)字輸入信號，該頻譜具有一個平滑度，并且利用可得到的量化位的總數(shù)來量化所有的頻譜系數(shù)，其中該方法另外包括根據(jù)數(shù)字輸入信號的頻譜的平滑度，確定在與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目與固定模式量化位的數(shù)目之間對可得到的量化位的總數(shù)的劃分，根據(jù)所確定的劃分，提供固定模式量化位的數(shù)目與可得到的量化位的總數(shù)之間的一個劃分比率，以及該劃分比率的一個補數(shù)，根據(jù)劃分比率的補數(shù)調(diào)節(jié)各個頻帶中與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目，根據(jù)劃分比率調(diào)節(jié)各個頻帶中固定模式量化位的數(shù)目;而且在量化步驟中，采用若干的量化位對一個頻帶中的每一頻譜系數(shù)進行量化，所述量化位的個數(shù)等于分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的調(diào)節(jié)后的與信號相關(guān)的量化位的數(shù)目與分配來量化頻帶中每個頻譜系數(shù)的調(diào)節(jié)后的固定模式量化位的數(shù)目之和。
65.根據(jù)權(quán)利要求53所述的擴展器，其中，在數(shù)據(jù)壓縮方法中，由數(shù)字輸入信號導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)的步驟包括如下步驟將數(shù)字輸入信號劃分為多個頻率范圍，并且在每個頻率范圍中提供一頻率范圍信號;將一個頻率范圍信號按時間劃分為幾塊;對每一頻率范圍信號進行正交變換以產(chǎn)生多個頻譜系數(shù)。
全文摘要
一種壓縮數(shù)字輸入信號以產(chǎn)生壓縮的數(shù)字輸出信號的設(shè)備和方法，該設(shè)備包括一個裝置，用于從數(shù)字輸入信號中導(dǎo)出多個頻譜系數(shù)并將其分為分別具有頻帶值和頻帶頻率的多個頻帶；一個自適應(yīng)位分配裝置，用于自適應(yīng)地在頻帶間分配若干與信號相關(guān)的量化位，從而對各頻帶分配若干用于量化頻帶中每一頻譜系數(shù)的與信號相關(guān)的量化位，分配給各頻帶的與信號相關(guān)量化位的數(shù)量由按頻帶頻率加權(quán)處理的頻帶值確定。
文檔編號H03M7/30GK1078832SQ9310171
公開日1993年11月24日 申請日期1993年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月29日
發(fā)明者筒井京彌, 赤桐健三 申請人:索尼公司