專利名稱：用于btsc兼容系數(shù)的倒數(shù)索引查找的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻壓擴(kuò)系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于在BTSC解碼器和編碼器中數(shù)字地實(shí)現(xiàn)壓縮和擴(kuò)展功能的裝置。
背景技術(shù)：
BTSC兼容的編碼器和解碼器用于將立體聲音頻信號編碼和解碼成NTSC電視兼容音頻信號?，F(xiàn)有系統(tǒng)通常利用模擬技術(shù)。模擬技術(shù)對環(huán)境很敏感，并且在編碼器中，要求額外的電路來與數(shù)字電視系統(tǒng)進(jìn)行兼容。
現(xiàn)有的數(shù)字BTSC編碼器和解碼器實(shí)施方式需要復(fù)雜的電路來幫助對BTSC可變頻譜預(yù)加重和去加重濾波器系數(shù)的確定。編碼器執(zhí)行可變頻譜預(yù)加重功能。解碼器執(zhí)行可變頻譜去加重功能。在編碼器中，利用反饋功能來計(jì)算這些系數(shù)。而在解碼器中，利用前饋功能來計(jì)算這些系數(shù)。解碼器可變?nèi)ゼ又貫V波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)僅僅是編碼器預(yù)加重濾波器的反函數(shù)。對于編碼器和濾波器來說，濾波器系數(shù)是以相同的方式來計(jì)算的。這樣的電路之所以很復(fù)雜是因?yàn)橛糜谟?jì)算系數(shù)的反饋(前饋)函數(shù)往往發(fā)生銳彎，因此使得該函數(shù)表現(xiàn)出非線性的特征。這樣的非線性降低了插補(bǔ)系數(shù)的精確度。因此，需要一種采用BTSC反饋(前饋)函數(shù)的近似線性的方面的電路來便于BTSC濾波器系數(shù)的插補(bǔ)更精確。

發(fā)明內(nèi)容
下面將描述適用于壓縮器和擴(kuò)展器的部件，在有關(guān)壓縮器的描述后面的括號中進(jìn)行有關(guān)擴(kuò)展器的描述。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種從反饋(前饋)變量中計(jì)算BTSC兼容的立體聲編碼器(解碼器)中的可變頻譜壓縮(擴(kuò)展)濾波器系數(shù)的方法。計(jì)算與反饋(前饋)變量的倒數(shù)成比例的倒數(shù)值。利用該倒數(shù)值中預(yù)先選定的一組比特位對查找表進(jìn)行索引以生成該濾波器系數(shù)函數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)?；谠摓V波器系數(shù)函數(shù)的至少一個(gè)參數(shù)，來線性插補(bǔ)所述壓縮濾波器系數(shù)的近似值。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種從反饋(前饋)變量中計(jì)算BTSC兼容的立體聲編碼器(解碼器)中的可變頻譜壓縮(擴(kuò)展)濾波器系數(shù)的方法。計(jì)算與反饋(前饋)變量的倒數(shù)成比例的倒數(shù)值。利用該倒數(shù)值中預(yù)先選定的一組高階比特位對查找表進(jìn)行索引。該查找表的第一部分存儲多個(gè)離散值，這些離散值在對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)近似值的線段的索引點(diǎn)上。該查找表的第一部分生成在高階比特位值上的對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)的初始離散值。該查找表的第二部分存儲多個(gè)斜率值，每個(gè)斜率值表示該濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率。該查找表的第二部分生成在高階比特位值上的對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率值。基于所述斜率值、初始值以及所述倒數(shù)值中預(yù)先選定的一組低階比特位，來線性插補(bǔ)所述壓縮濾波器系數(shù)的近似值。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種包括用于從反饋(前饋)變量中計(jì)算BTSC兼容的立體聲編碼器(解碼器)中的可變頻譜壓縮(擴(kuò)展)濾波器系數(shù)的電路的裝置。所述裝置包括倒數(shù)值電路，該電路計(jì)算與反饋(前饋)變量的倒數(shù)成比例的倒數(shù)值。所述裝置還包括查找表，該查找表由所述倒數(shù)值中預(yù)先選定的高階比特位進(jìn)行索引，其中，該查找表的第一部分存儲多個(gè)離散值，這些離散值在對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)近似值的線段的索引點(diǎn)上，以生成在高階比特位值上的對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)的初始離散值；該查找表的第二部分存儲多個(gè)斜率值，每個(gè)斜率值表示該濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率，以生成在高階比特位值上的對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率值?；谒鲂甭手怠⒊跏贾狄约八龅箶?shù)值中預(yù)先選定的一組低階比特位，線性插補(bǔ)電路插補(bǔ)所述壓縮濾波器系數(shù)的近似值。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，描述了一種用于數(shù)字地實(shí)現(xiàn)BTSC解碼器的整個(gè)擴(kuò)展器部分的裝置。這種實(shí)現(xiàn)方式包括所述可變頻譜擴(kuò)展器、兩個(gè)前饋環(huán)路、取樣器和固定的去加重函數(shù)。所述裝置利用BTSC擴(kuò)展器連續(xù)時(shí)間轉(zhuǎn)移函數(shù)的數(shù)字模型。所述電路還包括取樣和抽樣電路，其允許該實(shí)現(xiàn)方式利用多個(gè)采樣率。
下面結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的描寫將使本發(fā)明的這些和其它方面變得清楚。也可以在不脫離本發(fā)明的新穎概念的精神和范圍的情況下，實(shí)現(xiàn)很多的變化和修改。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的BTSC兼容編碼器的壓縮器部分的示意圖；圖2是圖1的實(shí)施例中采用的串行乘法器的示意圖；圖3是圖1的實(shí)施例中采用的數(shù)字鎖相環(huán)的示意圖；圖4是圖1的實(shí)施例中采用的正平方根搜索器的示意圖；圖5是圖1的實(shí)施例中采用的串行除法器的示意圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的用于生成濾波器系數(shù)的電路的示意圖；圖6B是插補(bǔ)電路的示意圖；圖6C是顯示線性插補(bǔ)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的圖表；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的BTSC兼容編碼器的擴(kuò)展器部分的框圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，在所有的附圖中相同的參考數(shù)字指示相同的部件。如在這里所采用的，數(shù)字BTSC兼容立體聲電視差分(difference)信號是數(shù)字立體聲音頻信號的一個(gè)成分，所述數(shù)字立體聲音頻信號可以由符合BTSC立體聲電視標(biāo)準(zhǔn)的解碼器來解碼(擴(kuò)展)。差分信號開始只是作為立體聲音頻源的左和右音頻信號的差，然后BTSC立體聲編碼器對其進(jìn)行壓縮。BTSC解碼器的擴(kuò)展器部分的輸入是該經(jīng)壓縮的差分信號。擴(kuò)展器將原始的差分信號恢復(fù)出來。本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解，所述解碼器通常執(zhí)行所述編碼器處的相應(yīng)功能的相反的功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將可以理解，BTSC編碼器和解碼器的壓縮器和擴(kuò)展器功能也被應(yīng)用于BTSC音頻系統(tǒng)中的第二套音頻節(jié)目(Second Audio Program，SAP)。
如圖1所示，BTSC兼容編碼器是一種專用集成電路100，在該專用集成電路100中，低通濾波器110接收具有采樣率Fs的音頻信號的數(shù)字表示102。根據(jù)特定的用途，音頻信號可以包括左邊成分減去右邊成分的差，或者它可以包括SAP成分。低通濾波器110生成具有偽插補(bǔ)(pseudo-interpolated)采樣率4Fs的相應(yīng)的第二數(shù)字信號。數(shù)字式無限沖激響應(yīng)預(yù)加重濾波器112根據(jù)BTSC標(biāo)準(zhǔn)生成與第二數(shù)字信號相對應(yīng)的預(yù)加重輸出信號。數(shù)字信號壓縮器120接收預(yù)加重的輸出信號并生成壓縮的數(shù)字差分信號104。
數(shù)字鎖相環(huán)140響應(yīng)于具有同步脈沖頻率(FH)的視頻同步脈沖108，生成對應(yīng)于一正弦曲線的第三數(shù)字信號144，該正弦曲線具有兩倍于所述同步脈沖頻率的頻率，并且具有4Fs的采樣頻率。第一數(shù)字乘法器142將壓縮的數(shù)字信號104和第三數(shù)字信號144相乘，以生成數(shù)字BTSC兼容立體聲電視差分信號106。乘法器142用信號104對載波信號144進(jìn)行振幅調(diào)制。圖3顯示了數(shù)字鎖相環(huán)140的一個(gè)實(shí)施例340。
回到圖1，數(shù)字信號壓縮器120包括第二數(shù)字乘法器122，該乘法器122將預(yù)加重的輸出信號和第一反饋信號134相乘，從而生成數(shù)字反饋相乘的信號。(所述乘法器的類型可以是圖2所示的串行乘法器222)。無限沖激響應(yīng)可變系數(shù)壓縮器124響應(yīng)于反饋相乘的信號并響應(yīng)于數(shù)字系數(shù)反饋信號136，生成被限制在預(yù)設(shè)動態(tài)范圍內(nèi)的與反饋相乘的信號相對應(yīng)的數(shù)字動態(tài)范圍受限信號。實(shí)際上，無限沖激響應(yīng)可變系數(shù)壓縮器124縮窄了反饋相乘的信號的動態(tài)范圍。飽和邏輯電路126生成被限制在預(yù)設(shè)幅度范圍內(nèi)的與數(shù)字動態(tài)范圍受限信號相對應(yīng)的數(shù)字限幅信號。數(shù)字帶限無限沖激響應(yīng)低通濾波器128響應(yīng)于限幅信號，生成作為壓縮的數(shù)字差分信號104的與限幅信號相對應(yīng)的數(shù)字帶限信號。在公開的實(shí)施例中，數(shù)字帶限無限沖激響應(yīng)低通濾波器128截止13KHz以上的信號，從而消除了某些諧波。雖然對于特定的應(yīng)用來說可以選用各種截止頻率，但是選擇13KHz的截止頻率可用于低成本的用戶實(shí)施。15KHz的截止頻率可以用于前端系統(tǒng)應(yīng)用或者更高的高保真用戶應(yīng)用。SAP實(shí)施的截至頻率通常為10KHz。
第一反饋電路130包括均方根(RMS)電平檢測器，該第一反饋電路130響應(yīng)于帶限信號，生成表示帶限信號振幅的第一反饋信號(在一個(gè)實(shí)施例中，RMS電平檢測器包括正平方根搜索器430，如圖4所示)。第一反饋電路130還包括帶通濾波器，該帶通濾波器使相對較高頻率范圍的信號通過。在公開的實(shí)施例中，該濾波器使約11KHz的頻率通過。第二反饋電路132響應(yīng)于帶限信號，基于所述帶限信號生成系數(shù)反饋信號。第二反饋電路132還包括RMS電平檢測器和使較低頻率通過的帶通濾波器。在公開的實(shí)施例中，該頻率范圍約在30Hz和3000Hz之間。第二反饋電路132也采用除法器502(如圖5所示)來生成倒數(shù)的信號值。
數(shù)字系數(shù)反饋信號136實(shí)際上可以包括若干可變頻譜的壓縮濾波器系數(shù)。如圖6A所示，在一個(gè)說明性實(shí)施例中，系數(shù)計(jì)算電路630從可變系數(shù)壓縮器124輸出的反饋?zhàn)兞恐杏?jì)算濾波器系數(shù)a0、a1、b0和b1，在一個(gè)實(shí)施例中，所述壓縮器124是一階無限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器。各濾波器系數(shù)a1、b0和b1由不同的逼近電路640a(計(jì)算a1)、640b(計(jì)算b0)和640c(計(jì)算b1)來計(jì)算。(在該實(shí)施例中，a0的值設(shè)為常量“1”)而對于該實(shí)施例來說，IIR需要四個(gè)濾波器系數(shù)，可以理解其他IIR可能需要不同數(shù)量的濾波器系數(shù)。
系數(shù)計(jì)算電路630包括倒數(shù)值電路632，該倒數(shù)值電路632計(jì)算與反饋?zhàn)兞康牡箶?shù)值成比例的倒數(shù)值。倒數(shù)值的高階比特位對查找表644進(jìn)行索引。查找表644的第一部分存儲多個(gè)離散值，這些離散值在對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)近似值的線段的索引點(diǎn)上。查找表644的第一部分生成在高階比特位值上的對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)的初始離散值。查找表644的第二部分存儲多個(gè)斜率值，其中每個(gè)斜率值表示濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率。查找表644的第二部分生成在高階比特位值上的對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以理解，查找表644可以包括若干物理上分開的查找表，每個(gè)查找表由高階比特位進(jìn)行索引。
由于系數(shù)函數(shù)的特性，反饋?zhàn)兞康牡箶?shù)的系數(shù)函數(shù)往往比非倒數(shù)反饋?zhàn)兞康南禂?shù)函數(shù)更加線性。因此，利用反饋?zhàn)兞康牡箶?shù)來對查找表644進(jìn)行索引將允許使用線性插補(bǔ)來逼近濾波器系數(shù)a0、a1、b0和b1。
基于斜率值、初始離散值以及倒數(shù)值的預(yù)先選定的一組低階比特位，線性插補(bǔ)電路642插補(bǔ)壓縮濾波器系數(shù)的近似值。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6B所示，插補(bǔ)電路642包括乘法器650，該乘法器650將斜率值和倒數(shù)值的低階比特位的值相乘從而生成一乘積。加法器652將來自查找表644的初始離散值和該乘積相加，從而生成壓縮濾波器系數(shù)的近似值。
回到圖6A，反饋信號調(diào)節(jié)電路616對用于系數(shù)計(jì)算電路630的信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。信號調(diào)節(jié)電路616包括乘法器618，該乘法器618將低通濾波器128的編碼輸出和比例常數(shù)c相乘以生成所述編碼輸出的比例信號。被加權(quán)到高頻的帶通濾波器620從所述比例信號生成濾波信號。均方根電路622生成調(diào)節(jié)電路616的輸出的均方根信號。然后調(diào)節(jié)電路616的輸出的均方根信號被發(fā)送到所述系數(shù)計(jì)算電路630。
圖6C顯示了本發(fā)明所使用的線性插補(bǔ)的一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式。如圖6C所示，系數(shù)函數(shù)670可以繪制在具有1/b軸662和濾波器系數(shù)軸664的圖660上。1/b的高階比特位用于對查找表進(jìn)行索引以檢索局部逼近濾波器系數(shù)函數(shù)670的線段672的兩個(gè)參數(shù)。檢索到的參數(shù)包括線段672的初始值678和線段的斜率676。1/b的低階比特位680乘以斜率676，給出濾波器系數(shù)軸664上的從初始值678的偏移量682以提供濾波器系數(shù)的近似值674。
所公開的電路的總設(shè)計(jì)方法包括將輸出帶寬限制在13KHz以簡化濾波器的需求；采用線性插補(bǔ)以在預(yù)加重之前將輸入采樣頻率增加至原來的兩倍；采用線性插補(bǔ)以在帶限濾波器之前將輸入采樣頻率Fs提高到原來的四倍；允許帶限濾波器從插補(bǔ)中移除殘留圖像；利用數(shù)字鎖相環(huán)140以產(chǎn)生采樣率為4Fs的正弦波FH和2FH；以及用2FH對音頻信號的左和右成分進(jìn)行調(diào)制并數(shù)字地插入FH導(dǎo)頻。所有這些都可以包含在專用集成電路上以降低成本。
可以理解，類似于上述的原理也適用于解碼器和編碼器，因?yàn)榈统杀緸V波器元件對于解碼器和編碼器都是很有益的。Easley等人的美國專利號6,259,482(482專利)在這里也作為參考文件而結(jié)合在本發(fā)明中。該專利描寫了用于數(shù)字地將立體聲音頻編碼成BTSC信號的方法和系統(tǒng)。具體而言，該“482專利”的第11欄第26行至第18欄第18行描寫了一種數(shù)字地實(shí)現(xiàn)BTSC編碼器的壓縮器部分的方法。該“482專利”的第13欄第40行至第14欄第30行提供了一種用于計(jì)算可變頻譜壓縮器系數(shù)的可選技術(shù)的描述。該技術(shù)不采用通過反饋值的倒數(shù)所獲得的線性系數(shù)函數(shù)。如在此處引用并且作為本發(fā)明的參考的臨時(shí)美國專利申請60/370,064中描述的一樣，用于對BTSC信號解碼以產(chǎn)生非壓縮立體聲音頻信號的解碼器執(zhí)行與相應(yīng)編碼器中的相應(yīng)步驟互補(bǔ)的方法步驟。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，其顯示了BTSC解碼器702的擴(kuò)展器部分的框圖。經(jīng)過壓縮的L-RBTSC兼容信號704輸入到所述解碼器702中，信號704等同于圖1中的信號104?？梢岳斫?，信號704通常是已解調(diào)的信號，該解調(diào)操作抵消了圖1中乘法器142所執(zhí)行的振幅調(diào)制。在此方法中，壓縮器和擴(kuò)展器可以被表示為，分別與對相同信號進(jìn)行處理的編碼器的反饋路徑和解碼器前饋路徑相級聯(lián)。輸入信號702的一部分被路由到帶限低通濾波器706從而將前饋環(huán)路的響應(yīng)限制在僅僅存在于壓縮的差分信道中的那些頻譜成分。基于預(yù)設(shè)的預(yù)加重方法，低通濾波器706的輸出被提供給頻譜控制帶通濾波器708，該帶通濾波器708對沒有經(jīng)過預(yù)加重的頻率進(jìn)行衰減。頻譜控制帶通濾波器708與在所述編碼器或壓縮器中實(shí)現(xiàn)的一樣。頻譜控制帶通濾波器708的輸出被提供給RMS轉(zhuǎn)換器710，該轉(zhuǎn)換器710生成通過帶通濾波器708的信號的RMS值。因此，RMS轉(zhuǎn)換器710的輸出是在編碼器中被施加預(yù)加重的輸入信號的部分的RMS值，如在“482專利”中第16欄第23行至第17欄第40行中的描述。該預(yù)加重RMS值用于確定在頻譜擴(kuò)展系數(shù)發(fā)生器712中的頻譜擴(kuò)展系數(shù)。這些在圖中顯示為a1、b0和b1的系數(shù)用于對信號704進(jìn)行擴(kuò)展，從而其頻譜平衡與在編碼器中壓縮之前的信號相匹配?？梢岳斫?，解碼器中的頻譜擴(kuò)展器的轉(zhuǎn)移函數(shù)是解碼器中的頻譜壓縮器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的倒數(shù)；系數(shù)的計(jì)算是類似的。擴(kuò)展器的分子系數(shù)是壓縮器的分母系數(shù)，類似地，擴(kuò)展器的分母系數(shù)是壓縮器的分子系數(shù)。
頻譜擴(kuò)展器714使用系數(shù)發(fā)生器712所生成的系數(shù)以對壓縮的信號704進(jìn)行擴(kuò)展/解解碼。每組系數(shù)對應(yīng)于特定程度的頻譜擴(kuò)展。
在將系數(shù)應(yīng)用到數(shù)字信號之后，來自擴(kuò)展器714的經(jīng)過調(diào)節(jié)的數(shù)字信號和與信號704的經(jīng)過帶限的部分的倒數(shù)成比例的信號相結(jié)合。信號704通過帶限濾波器706之后，經(jīng)過帶限的信號通過帶通濾波器716。然后，RMS轉(zhuǎn)換器718生成來自帶通濾波器716的信號的RMS值，并使所述RMS信號通過倒數(shù)計(jì)算模塊720。除法器722將該倒數(shù)計(jì)算模塊720的輸出從頻譜擴(kuò)展器714的輸出中除去。然后從除法器722輸出的信號通過取樣器724進(jìn)行處理。“482專利”的第15欄第1行至第16欄第22行描述了編碼器的實(shí)現(xiàn)方式的數(shù)字實(shí)施例。除了解碼器將信號和倒數(shù)值相乘之外，本發(fā)明的解碼器實(shí)施例是相同的。可以理解，在解碼器中將信號除以前饋值的倒數(shù)抵消了在編碼器中將信號乘以反饋值的倒數(shù)的效果。
取樣器724被校準(zhǔn)為預(yù)設(shè)的采樣率，將信號取樣成較低的采樣率，從而該信號可以被輸出到低成本的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器中。在取樣過程中，取樣濾波器724也對該信號執(zhí)行固定的去加重。固定的去加重轉(zhuǎn)移函數(shù)通常是在解碼器中所使用的固定預(yù)加重轉(zhuǎn)移函數(shù)的倒數(shù)。“482專利”的第12欄第31行至第13欄第2行描述了所述固定預(yù)加重濾波器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式。
可以理解，解碼器或擴(kuò)展器702可以在水平同步頻率FH整數(shù)倍的采樣率下執(zhí)行，或者在不是其倍數(shù)的采樣率下執(zhí)行，如“482專利”的第20欄第41行至第22欄第17行的描述。
在可選的實(shí)施例中，如上所示，系數(shù)從查找表726中檢索出來。
上面的描述僅僅集中在BTSC編碼器和解碼器的BTSC壓縮器和擴(kuò)展器部分。該功能器件的輸入是差分(左邊減去右邊，或L-R)或SAP信號。為了在解碼器的輸出中完全恢復(fù)左和右音頻信道，必須對和(左邊加上右邊，或L+R)信道進(jìn)行處理并傳送。對該信道的處理是編碼器中簡單的固定預(yù)加重濾波器和解碼器中相反的固定去加重濾波器。在“482專利”的第17欄第42行至第18欄第18行給出了和信道處理的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式。
上述給出的實(shí)施例僅僅是示例性的?？梢院苋菀桌斫猓梢栽诓黄x本發(fā)明的情況下，從本說明書中公開的特定實(shí)施例中做出很多的修改。因此，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書確定而非限定在上面描寫的特定實(shí)施例中。
權(quán)利要求
1.一種用于對編碼的BTSC合成音頻信號進(jìn)行解碼的方法，包括數(shù)字地將所述合成信號中被編碼的L-R信號和L+R信號分開；數(shù)字地對所述L+R信號應(yīng)用去加重；數(shù)字地處理所述L-R信號；和將經(jīng)去加重的L+R信號與經(jīng)數(shù)字地處理的L-R信號進(jìn)行結(jié)合以產(chǎn)生分開的L和R音頻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括對經(jīng)數(shù)字地處理的L-R信號和經(jīng)去加重的L+R信號進(jìn)行取樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括計(jì)算頻譜擴(kuò)展系數(shù)，并利用所述系數(shù)將所述L-R信號頻譜擴(kuò)展為頻譜擴(kuò)展的輸出信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述用于對所述L-R信號進(jìn)行頻譜擴(kuò)展的系數(shù)是基于帶限前饋壓縮的L-R信號而確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述前饋信號的RMS值的倒數(shù)被用于確定所述頻譜擴(kuò)展系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述系數(shù)是通過在所述前饋信號的RMS值的倒數(shù)和從查找表中檢索出的值之間插補(bǔ)而計(jì)算的，所述查找表由所述RMS前饋信號的倒數(shù)的高階比特位進(jìn)行索引。
7.一種用于對編碼的BTSC合成音頻信號進(jìn)行解碼的方法，包括數(shù)字地將所述合成信號中被編碼的L-R信號、L+R信號和SAP信號分開；數(shù)字地對所述L+R信號應(yīng)用去加重；數(shù)字地處理所述L-R信號；數(shù)字地處理所述SAP信號；和將經(jīng)去加重的L+R信號與經(jīng)數(shù)字地處理的L-R信號進(jìn)行結(jié)合以產(chǎn)生分開的L和R音頻信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括對經(jīng)數(shù)字地處理的L-R信號、經(jīng)去加重的L+R信號和所述SAP信號進(jìn)行取樣。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括計(jì)算頻譜擴(kuò)展系數(shù)，并利用所述系數(shù)將所述SAP信號頻譜擴(kuò)展為頻譜擴(kuò)展的輸出信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述用于對所述SAP信號進(jìn)行頻譜擴(kuò)展的系數(shù)是基于前饋信號而確定的，該前饋信號基于帶限壓縮的L-R信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述前饋信號的RMS值的倒數(shù)被用于確定所述頻譜擴(kuò)展系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述系數(shù)是通過在所述前饋信號的RMS值的倒數(shù)和從查找表中檢索出的值之間插補(bǔ)而計(jì)算的，所述查找表由所述RMS前饋信號的倒數(shù)的高階比特位進(jìn)行索引。
13.一種用于對BTSC信號進(jìn)行解碼的方法，包括利用經(jīng)數(shù)字建模的理想模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)，以與預(yù)設(shè)的采樣率相對應(yīng)的采樣率，來數(shù)字地處理所述信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述預(yù)設(shè)的采樣率對經(jīng)所述數(shù)字地處理的信號進(jìn)行取樣。
15.一種用于對數(shù)字BTSC兼容立體聲電視音頻信號進(jìn)行解碼以生成左和右音頻輸出信號的方法，包括利用經(jīng)數(shù)字建模的轉(zhuǎn)移函數(shù)，以預(yù)設(shè)的采樣率，數(shù)字地處理所述數(shù)字BTSC信號的前饋部分，以生成頻譜擴(kuò)展系數(shù)，所述數(shù)字建模的轉(zhuǎn)移函數(shù)是符合BTSC標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)時(shí)間轉(zhuǎn)移函數(shù)；和利用所述頻譜擴(kuò)展系數(shù)來擴(kuò)展所述數(shù)字BTSC信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括利用所述數(shù)字信號的前饋部分的倒數(shù)來調(diào)整擴(kuò)展的數(shù)字BTSC信號的增益，以形成增益調(diào)整的信號；和以所述預(yù)設(shè)的采樣率對所述增益調(diào)整的信號進(jìn)行取樣。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括利用數(shù)字建模技術(shù)來建立理想模擬解碼器轉(zhuǎn)移函數(shù)的振幅和相位特征的模型。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，經(jīng)數(shù)字建模的振幅和相位特征不對非理想狀況提供相位補(bǔ)償。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括數(shù)字地建立一BTSC標(biāo)準(zhǔn)可變頻譜擴(kuò)展連續(xù)時(shí)間更新轉(zhuǎn)移函數(shù)的模型。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括數(shù)字地建立一BTSC標(biāo)準(zhǔn)增益控制連續(xù)時(shí)間更新算法的模型。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟是利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的雙線性變換實(shí)現(xiàn)的。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的沖擊恒定變換。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用由可變擴(kuò)展前饋環(huán)路所控制的數(shù)字可變擴(kuò)展濾波器，所述可變擴(kuò)展前饋環(huán)路是利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的雙線性變換被建模的。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用由可變擴(kuò)展前饋環(huán)路所控制的數(shù)字可變擴(kuò)展濾波器，所述可變擴(kuò)展前饋環(huán)路是利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的沖擊恒定變換被建模的。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用數(shù)字寬帶前饋增益控制帶通濾波器，所述數(shù)字寬帶前饋增益控制帶通濾波器是利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的雙線性變換被建模的。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用數(shù)字寬帶前饋增益控制帶通濾波器，所述數(shù)字寬帶前饋增益控制帶通濾波器是利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的沖擊恒定變換被建模的。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用數(shù)字寬帶前饋RMS檢測器。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用數(shù)字寬帶反饋1/x函數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用數(shù)字可變擴(kuò)展前饋帶通濾波器來處理所述信號，所述數(shù)字可變擴(kuò)展前饋帶通濾波器是利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的雙線性變換被建模的。
30.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用數(shù)字可變擴(kuò)展前饋帶通濾波器來處理所述信號，所述數(shù)字可變擴(kuò)展前饋帶通濾波器是利用模擬轉(zhuǎn)移函數(shù)的沖擊恒定變換被建模的。
31.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)字地處理的步驟包括利用數(shù)字可變擴(kuò)展前饋RMS檢測器來處理所述信號。
32.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述方法是利用數(shù)字信號處理器執(zhí)行的。
33.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述方法是利用專用集成電路執(zhí)行的。
34.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述方法是利用現(xiàn)場可編程門陣列執(zhí)行的。
35.一種用于對數(shù)字BTSC兼容立體聲電視音頻信號進(jìn)行解碼以生成左和右音頻輸出信號的系統(tǒng)，包括系數(shù)發(fā)生器，用于從前饋支路接收所述數(shù)字信號；頻譜擴(kuò)展器，用于利用所生成的系數(shù)對所述數(shù)字信號進(jìn)行頻譜擴(kuò)展；逆變器，用于生成所述數(shù)字信號的反信號；和組合器，用于將所述擴(kuò)展器的輸出與所述逆變器的輸出組合成組合信號。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括取樣器，用于對所述組合信號進(jìn)行取樣并數(shù)字地應(yīng)用去加重。
37.一種用于從前饋?zhàn)兞恐杏?jì)算BTSC兼容立體聲編碼器中的可變頻譜擴(kuò)展濾波器系數(shù)的方法，包括以下步驟a.計(jì)算與所述前饋?zhàn)兞砍杀壤牡箶?shù)值；b.利用所述倒數(shù)值的預(yù)先選定的一組比特位對查找表進(jìn)行索引，以生成所述濾波器系數(shù)函數(shù)的至少一個(gè)參數(shù)；和c.基于所述濾波器系數(shù)函數(shù)的所述至少一個(gè)參數(shù)來對所述擴(kuò)展濾波器系數(shù)的近似值進(jìn)行線性插補(bǔ)。
38.一種用于從前饋?zhàn)兞恐杏?jì)算BTSC兼容立體聲編碼器中的可變頻譜擴(kuò)展濾波器系數(shù)的方法，包括以下步驟a.計(jì)算與所述前饋?zhàn)兞砍杀壤牡箶?shù)值；b.利用所述倒數(shù)值的預(yù)先選定的一組高階比特位對查找表進(jìn)行索引，其中，所述查找表的第一部分存儲在對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)近似值的線段的索引點(diǎn)上的多個(gè)離散值，從而生成在高階比特位值上的對應(yīng)于所述濾波器系數(shù)函數(shù)的初始離散值；并且其中所述查找表的第二部分存儲多個(gè)斜率值，每個(gè)斜率值表示所述濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率，從而生成在高階比特位值上的對應(yīng)于所述濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率值；和c.基于所述斜率值、所述初始離散值以及所述倒數(shù)值中預(yù)先選定的一組低階比特位，來線性插補(bǔ)所述壓縮濾波器系數(shù)的近似值。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述插補(bǔ)步驟包括a.將所述斜率值和所述倒數(shù)值的預(yù)先選定的一組低階比特位的值相乘，以生成乘積；和b.將所述初始離散值和所述乘積相加，從而生成所述擴(kuò)展濾波器系數(shù)的近似值。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包括通過計(jì)算無限沖激響應(yīng)頻譜擴(kuò)展濾波器的經(jīng)比例調(diào)整和濾波的輸出的均方根值，來生成所述擴(kuò)展濾波器系數(shù)的步驟。
41.一種用于從前饋?zhàn)兞恐杏?jì)算BTSC兼容立體聲編碼器中的可變頻譜擴(kuò)展濾波器系數(shù)的裝置，包括a.倒數(shù)值電路，用于計(jì)算與所述前饋?zhàn)兞砍杀壤牡箶?shù)值；b.查找表，其由所述倒數(shù)值的預(yù)先選定的一組高階比特位進(jìn)行索引，其中，所述查找表的第一部分存儲在對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)近似值的線段的索引點(diǎn)上的多個(gè)離散值，從而生成在高階比特位值上的對應(yīng)于所述濾波器系數(shù)函數(shù)的初始離散值；并且其中所述查找表的第二部分存儲多個(gè)斜率值，每個(gè)斜率值表示所述濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率，從而生成在高階比特位值上的對應(yīng)于所述濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率值；和c.線性插補(bǔ)電路，用于基于所述斜率值、所述初始離散值以及所述倒數(shù)值中預(yù)先選定的一組低階比特位，來線性插補(bǔ)所述擴(kuò)展濾波器系數(shù)的近似值。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的裝置，其中所述插補(bǔ)電路包括a.乘法器，用于將所述斜率值和所述倒數(shù)值的預(yù)先選定的一組低階比特位的值相乘，以生成乘積；和b.加法器，用于將所述初始離散值和所述乘積相加，從而生成所述擴(kuò)展濾波器系數(shù)的近似值。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的裝置，進(jìn)一步包括前饋信號調(diào)節(jié)電路，用于生成與無限沖激響應(yīng)頻譜擴(kuò)展濾波器的輸出相對應(yīng)的經(jīng)過比例調(diào)整、濾波和均分根計(jì)算的信號。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中，所述前饋信號調(diào)節(jié)電路包括乘法器，用于將無限沖激響應(yīng)頻譜擴(kuò)展濾波器的輸出和比例常數(shù)相乘從而生成比例信號。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中，所述前饋信號調(diào)節(jié)電路進(jìn)一步包括被加權(quán)到高頻的帶通濾波器，用于從所述比例信號中生成濾波的信號。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中，所述前饋信號調(diào)節(jié)電路進(jìn)一步包括均方根電路，用于生成與所述比例信號均方根的值相對應(yīng)的均方根信號。
全文摘要
一種算法，該算法利用與反饋/前饋信號的倒數(shù)(720)成比例的值來計(jì)算頻譜擴(kuò)展濾波器系數(shù)(712)并將這些系數(shù)存入查找表中。所述查找表是利用預(yù)先選定的一組系數(shù)比特位被索引的，以生成濾波器系數(shù)函數(shù)。該查找表的第一部分存儲多個(gè)離散值，這些離散值在對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)近似值的線段的索引點(diǎn)上，從而生成在高階比特位值上的對應(yīng)于濾波器系數(shù)函數(shù)的初始離散值，第二部分存儲多個(gè)斜率值，每個(gè)斜率值表示該濾波器系數(shù)函數(shù)的線段的斜率。線性電路基于所述斜率值、初始離散值以及所述倒數(shù)值中預(yù)先選定的一組低階比特位，來插補(bǔ)/取樣所述壓縮/擴(kuò)展濾波器系數(shù)函數(shù)的近似值。
文檔編號H04N7/12GK1795697SQ03826605
公開日2006年6月28日 申請日期2003年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月9日
發(fā)明者馬修·F·伊斯利, 羅杰·達(dá)爾, 馬修·巴恩西爾 申請人:塔特公司