專利名稱：量化裝置、量化方法、高效率編碼裝置、高效率編碼方法、解碼裝置、高效率解碼裝置和記 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降低在電影放映機(jī)、錄像機(jī)、視盤放像機(jī)等的立體聲和所謂多路環(huán)繞聲系統(tǒng)中所使用的比特率的高效率編碼裝置和高效率編碼方法；在這些裝置和方法中所使用的量化裝置和量化方法；記錄著借助量化裝置和高效率編碼裝置已進(jìn)行量化的信號(hào)的記錄媒體；把從該記錄媒體重放的已量化信號(hào)解碼的高效率解碼裝置以及這些裝置中所用的解碼裝置。
背景技術(shù)：
已有各種各樣的音頻或聲音等信號(hào)的高效率編碼方法和裝置。能夠舉出來(lái)的例如有所謂變換編碼方法，即，把時(shí)域內(nèi)的音頻信號(hào)等按單位時(shí)間分成塊、把每個(gè)塊的時(shí)間軸信號(hào)變換成頻率軸上的信號(hào)(正交變換)從而分割成多個(gè)頻帶、對(duì)每個(gè)頻帶進(jìn)行編碼的塊化頻帶分割方式；頻帶分割編碼方式(子帶編碼，SBC)，即，不把時(shí)域內(nèi)的音頻信號(hào)按單位時(shí)間分塊、而是把它分割成多個(gè)頻帶進(jìn)行編碼的非塊化頻帶分割方式。還可以考慮把上述頻帶分割編碼方式與變換編碼方式組合起來(lái)的高效率編碼方法和裝置，在這種情況下，例如，利用上述頻帶分割編碼方式進(jìn)行頻帶分割以后，把每個(gè)頻帶的信號(hào)利用上述變換編碼方式正交變換成頻域信號(hào)，對(duì)已正交變換的每個(gè)頻帶進(jìn)行編碼。
在這里，作為在上述頻帶分割編碼中使用的頻帶分割用的濾波器，例如有QMF(正交鏡像濾波器)等濾波器，對(duì)此，1976年，R.E.Crochiere在“Digital coding of speech in subbands(語(yǔ)言在子帶中的數(shù)字編碼)”，Bell Syst.Tech.J.Vol.55，No.8，1976中作了描述。還有，在1983年BOSTON ICASSP會(huì)議上，JosephH.Rothweilev發(fā)表的“Polyphase Quadrature filters-A newsubband coding technique(多級(jí)正交濾波器—一種新的子帶編碼技術(shù))”中，描述了多極正交濾波器等的等帶寬的濾波器分割方法和裝置。
作為上述正交變換，例如有把輸入音頻信號(hào)按給定單位時(shí)間(幀)分塊、通過(guò)對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行快速付里葉變換(FFT)、離散余弦變換(DCT)、改進(jìn)DCT變換(MDCT)等、把時(shí)間軸變換成頻率軸那樣的正交變換。有關(guān)上述MDCT，在1987年ICASSP會(huì)議上，Surrey Royal Melbourne技術(shù)學(xué)院J.P.Princen A.B.Bradley發(fā)表的“Subband/Transform Coding Using Filter Bank DesignsBased on Time Domain Aliasing Cancellation(利用基于時(shí)域混淆隱匿的濾波器存儲(chǔ)體設(shè)計(jì)的子帶和變換編碼)”中作了描述。
作為對(duì)已頻帶分割的各頻率分量進(jìn)行量化時(shí)的頻率分割寬度，有例如考慮了人類聽(tīng)覺(jué)特性的頻帶分割。即，一般以稱為臨界頻帶的越是高頻、帶寬就越寬的帶寬，把音頻信號(hào)分割成多個(gè)(例如，25個(gè))頻帶。當(dāng)把這時(shí)的每個(gè)頻帶的數(shù)據(jù)編碼時(shí)，對(duì)每個(gè)頻帶進(jìn)行給定的比特分配、或者對(duì)每個(gè)頻帶進(jìn)行自適應(yīng)的比特分配而進(jìn)行編碼。例如，當(dāng)把上述MDCT處理得到的MDCT系數(shù)數(shù)據(jù)通過(guò)上述比特分配進(jìn)行編碼時(shí)，對(duì)借助于上述每個(gè)塊的MDCT處理得到的每個(gè)頻帶的MDCT系數(shù)數(shù)據(jù)，以自適應(yīng)分配的比特?cái)?shù)進(jìn)行編碼。
作為上述比特分配方法和所用的裝置，已知有下面兩種方法和裝置。在IEEE Transactions of Accoustics，Speech and SignalProcessing，Vol.ASSP-2S，No.4，August 1977中，描述了以每個(gè)頻帶的信號(hào)大小為基礎(chǔ)進(jìn)行比特分配。還有，在1980年ICASSP會(huì)議上，MIT的M.A.Kransner發(fā)表的“The critical band coder-digltal encoding of the perceptual requirements of the auditorysystem(臨界頻帶編碼器—聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)知覺(jué)要求的數(shù)字編碼)”中，描述了利用聽(tīng)覺(jué)掩蔽，使每個(gè)頻帶得到所需信噪比，進(jìn)行固定比特分配的方法和裝置。
但是，這些比特分配技術(shù)在重放(解碼)那一側(cè)期待著以某一恒定的比特率進(jìn)行重放(解碼)，因此，當(dāng)以低于該恒定比特率的比特率進(jìn)行解碼時(shí)，將形成顯著的音質(zhì)劣化。
即，在為了使解碼時(shí)使用的比特率低于編碼時(shí)所使用的比特率、例如在編碼器那一側(cè)把編碼處理以后的一部分比特挪用于傳輸其它數(shù)據(jù)的情況下，由于在解碼那一側(cè)以低于編碼時(shí)的比特率的比特率進(jìn)行解碼，所以在上述解碼那一側(cè)期待著以編碼時(shí)的比特率進(jìn)行解碼的上述先有的比特分配技術(shù)中，重放(解碼)時(shí)將形成顯著的音質(zhì)劣化。
還有，例如在使用已經(jīng)是以低比特率進(jìn)行重放的重放裝置的情況下，即使想引入使用較高比特率的、音質(zhì)良好的系統(tǒng)，使用上述以已經(jīng)使用的低比特率進(jìn)行重放的重放裝置，也不能進(jìn)行良好的重放。
即，在先有的比特分配技術(shù)中，無(wú)后向互換性。
在把已編碼的聲音、音頻等信號(hào)的信息記錄到例如使用了所謂IC卡那樣的存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)媒體上那樣的情況下，因?yàn)樵摯鎯?chǔ)器件較貴，所以，希望存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)一些，還希望音質(zhì)劣化最小。
發(fā)明的公開(kāi)本發(fā)明的目的是提供由能夠把上述那樣的音質(zhì)劣化限制到最小并具有后向互換性的高效率編碼裝置和高效率編碼方法、在這些裝置和方法中所用的量化裝置和量化方法、與這些裝置和方法對(duì)應(yīng)的高效率解碼裝置、解碼裝置和記錄媒體構(gòu)成的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是，在使用了較貴的存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)媒體上進(jìn)行記錄的情況下，為使記錄時(shí)間長(zhǎng)，例如為了把記錄時(shí)間從起始設(shè)定值延長(zhǎng)，提供能夠把記錄完了的或者記錄中的編碼信息的比特率適當(dāng)降低以延長(zhǎng)記錄時(shí)間、并能使這時(shí)的音質(zhì)劣化最小的高效率編碼裝置和高效率編碼方法；在這些裝置和方法中所用的量化裝置和量化方法；與這些裝置和方法對(duì)應(yīng)的高效率解碼裝置、解碼裝置和記錄媒體。
本發(fā)明的目的是，在構(gòu)成已通過(guò)本發(fā)明的量化裝置或高效率編碼裝置量化了的信號(hào)的重放裝置(從記錄媒體上把信號(hào)重放和解碼的解碼裝置或高效率解碼裝置)的情況下，提供一種廉價(jià)解碼裝置或高效率解碼裝置，該裝置能夠以多個(gè)廉價(jià)的、常用的、使用固定值以下的比特率進(jìn)行比特分配的解碼器來(lái)構(gòu)成，因而不需要作成新解碼器用的大規(guī)模集成電路(LSI)，就能夠控制成本。
本發(fā)明是為了達(dá)到上述目的而提出的，本發(fā)明量化裝置在把已利用濾波器對(duì)音頻、聲音或圖像時(shí)間信號(hào)進(jìn)行了頻率分解的時(shí)域取樣；或者，對(duì)已頻率分解的時(shí)域取樣進(jìn)行了正交變換后、或?qū)χ苯虞斎氲臅r(shí)間信號(hào)進(jìn)行了正交變換后的頻域取樣量化以后，至少借助于由對(duì)各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字。這時(shí)，通過(guò)預(yù)先確定各字的字長(zhǎng)，使得沒(méi)有必要把字長(zhǎng)信息從編碼器(量化裝置)傳送到解碼器(解碼裝置)上，這在降低比特率方面是有效的。當(dāng)然，也可以把字長(zhǎng)信息作為自適應(yīng)的字長(zhǎng)來(lái)傳送。在這些量化中，進(jìn)行四舍五入操作，減小量化誤差。
在本發(fā)明量化裝置中，至少把一種量化功能的輸出比特率在某一恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率以及把全部上述量化功能的輸出比特率在某一恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。在這些情況下，使時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣進(jìn)行塊浮動(dòng)，用于把上述前級(jí)的量化誤差已重新量化了的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谠撉凹?jí)量化輸出的比例因子中求出。
在本發(fā)明量化裝置中，使時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣進(jìn)行塊浮動(dòng)，用于把上述前級(jí)的量化誤差已重新量化了的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谏鲜銮凹?jí)量化輸出的比例因子和字長(zhǎng)中求出。
在以上情況下，對(duì)有關(guān)時(shí)間和頻率已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在上述小塊內(nèi)進(jìn)行具有同一塊浮動(dòng)和字長(zhǎng)的量化。為了得到上述有關(guān)時(shí)間和頻率的已細(xì)分了的小塊中的取樣，在進(jìn)行了濾波等不分塊的頻率分析以后，對(duì)上述濾波等不分塊頻率分析的輸出進(jìn)行正交變換等分塊頻率分析。這時(shí)，上述不分塊頻率分析的帶寬至少在最低頻段的兩個(gè)頻帶是相同的，這在降低成本方面有用。上述不分塊頻率分析的帶寬至少在最高頻段是越是高頻、頻帶就越寬，這在利用以臨界頻帶為基礎(chǔ)的聽(tīng)覺(jué)效果方面是重要的。在上述分塊頻率分析中，借助于輸入信號(hào)的時(shí)間特性自適應(yīng)地變更塊的大小，借此，使與輸入信號(hào)時(shí)間特性對(duì)應(yīng)的最佳處理成為可能。在這里，上述塊大小的變更至少在兩個(gè)上述不分塊頻率分析的輸出頻帶的每一個(gè)頻帶中獨(dú)立地進(jìn)行，這在防止各頻率分量間的相互干擾和各頻帶分量獨(dú)立地進(jìn)行最佳處理方面是有效的。
因?yàn)樵诮柚诟髀暤赖谋壤蜃踊蛉幼畲笾荡_定給各聲道的比特分配量時(shí)，是基于簡(jiǎn)單的運(yùn)算，所以，這在減少運(yùn)算方面是有效的。此外，根據(jù)由各聲道比例因子代表的幅度信息隨時(shí)間的變化來(lái)改變給各聲道的比特分配量，這在降低比特率方面也是有益的。
本發(fā)明量化裝置在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字，把一個(gè)同步塊中的每一個(gè)量化輸出都分離開(kāi)來(lái)。此后，把該量化輸出記錄到本發(fā)明記錄媒體上，把該記錄媒體通過(guò)本發(fā)明解碼裝置進(jìn)行解碼重放。
本發(fā)明的其它量化裝置在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字。此后，對(duì)本發(fā)明記錄媒體，把一個(gè)同步塊中的各量化輸出按頻率或時(shí)間順序交錯(cuò)地記錄下來(lái)，此后，利用本發(fā)明解碼裝置，從其時(shí)域取樣或頻域取樣中解碼重放。
還有，在本發(fā)明量化方法中，把輸入信號(hào)的時(shí)域或頻域的給定取樣量化，生成第1量化值，運(yùn)算上述給定取樣與上述第1量化值的量化誤差，由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)上述量化誤差進(jìn)行量化，生成第2量化值。
在本發(fā)明量化方法中，借助于根據(jù)四舍五入操作的量化，至少生成上述第1量化值和上述第2量化值中的一個(gè)。
在本發(fā)明量化方法中，以恒定的比特率把上述第1量化值和上述第2量化值的至少一個(gè)輸出。
在本發(fā)明量化方法中，以成為恒定比特率那樣地輸出上述第1量化值和上述第2量化值的總和。
在本發(fā)明量化方法中，利用第1比例因子對(duì)上述給定取樣按每個(gè)由多個(gè)取樣構(gòu)成的塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，利用根據(jù)上述第1比例因子求出的第2比例因子把上述量化誤差歸一化。
在本發(fā)明量化方法中，根據(jù)上述第1比例因子和生成上述第1量化值時(shí)的字長(zhǎng)求出上述第2比例因子。
在本發(fā)明量化方法中，對(duì)在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在該小塊內(nèi)以同一比例因子和字長(zhǎng)進(jìn)行歸一化和量化。
本發(fā)明高效率編碼裝置在把已利用濾波器對(duì)音頻、聲音或圖緣時(shí)間信號(hào)進(jìn)行了頻率分解的時(shí)域取樣；或者對(duì)已頻率分解的時(shí)域取樣進(jìn)行正交變換或?qū)χ苯虞斎氲臅r(shí)間信號(hào)進(jìn)行了正交變換后的頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字。這時(shí)，通過(guò)預(yù)先確定各字的字長(zhǎng)，使得沒(méi)有必要把字長(zhǎng)信息從編碼器(量化裝置)傳送到解碼器(解碼裝置)上，這在降低比特率方面是有效的。當(dāng)然，也可以把字長(zhǎng)信息作為自適應(yīng)的字長(zhǎng)來(lái)傳送。在這些量化中，進(jìn)行四舍五入操作，減小量化誤差。
在本發(fā)明高效率編碼裝置中，至少把一種量化功能的輸出比特率在某一恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率，以及，把全部上述量化功能的輸出比特率在某一恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。在這些情況下，使時(shí)域取樣或頻域取樣接每多個(gè)取樣進(jìn)行塊浮動(dòng)，用于把上述前級(jí)的量化誤差已重新量化了的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谠撉凹?jí)量化輸出的比例因子中求出。
在本發(fā)明高效率編碼裝置中，使時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣進(jìn)行塊浮動(dòng)，用于把上述前級(jí)的量化誤差已重新量化了的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谏鲜銮凹?jí)量化輸出的比例因子和字長(zhǎng)中求出。
在以上情況下，對(duì)有關(guān)時(shí)間和頻率已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在上述小塊內(nèi)進(jìn)行具有同一塊浮動(dòng)和字長(zhǎng)的量化。為了得到上述有關(guān)時(shí)間和頻率的已細(xì)分了的小塊中的取樣，在進(jìn)行了濾波等不分塊的頻率分析以后，對(duì)上述濾波等不分塊頻率分析的輸出進(jìn)行正交變換等分塊頻率分析。這時(shí)，上述不分塊頻率分析的帶寬至少在最低頻段的兩個(gè)頻帶是相同的，這在降低成本方面有用。上述不分塊頻率分析的帶寬至少在最高頻段是越是高頻、頻帶就越寬，這在利用以臨界頻帶為基礎(chǔ)的聽(tīng)覺(jué)效果方面是重要的。在上述分塊頻率分析中，借助于輸入信號(hào)的時(shí)間特性自適應(yīng)地變更塊的大小，借此，使與輸入信號(hào)時(shí)間特性對(duì)應(yīng)的最佳處理成為可能。在這里，上述塊大小的變更至少在兩個(gè)上述不分塊頻率分析的輸出頻帶的每一個(gè)頻帶中獨(dú)立地進(jìn)行，這在防止各頻率分量間的相互干擾和各頻帶分量獨(dú)立地進(jìn)行最佳處理方面是有效的。
因?yàn)樵诮柚诟髀暤赖谋壤蜃踊蛉幼畲笾荡_定給各聲道的比特分配量時(shí)，是基于簡(jiǎn)單的運(yùn)算，所以，這在減少運(yùn)算方面是有效的。此外，根據(jù)由各聲道比例因子代表的幅度信息隨時(shí)間的變化來(lái)改變給各聲道的比特分配量，這在降低比特率方面也是有益的。
本發(fā)明高效率編碼裝置在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字，把一個(gè)同步塊中的每一個(gè)量化輸出都分離開(kāi)來(lái)，記錄到本發(fā)明記錄媒體上，把該記錄媒體通過(guò)本發(fā)明高效率解碼裝置進(jìn)行解碼重放。
本發(fā)明的其它高效率編碼裝置在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字。此后，對(duì)本發(fā)明記錄媒體，把一個(gè)同步塊中的各量化輸出按頻率或時(shí)間順序交錯(cuò)地記錄下來(lái)，此后，利用本發(fā)明高效率解碼裝置，從其時(shí)域取樣或頻域取樣中解碼重放。
在本發(fā)明高效率編碼方法中，把總比特分配分割成基本比特分配和附加比特分配，以根據(jù)上述基本比特分配的字長(zhǎng)把上述輸入信號(hào)的時(shí)域或頻域的給定取樣量化，生成第1量化值，運(yùn)算上述給定取樣和上述第1量化值的量化誤差，由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)上述量化誤差進(jìn)行量化，作為上述附加比特分配生成第2量化值。
在本發(fā)明高效率編碼方法中，借助于根據(jù)四舍五入操作的量化，至少生成上述第1量化值和上述第2量化值的一個(gè)。
在本發(fā)明高效率編碼方法中，以恒定的比特率把上述第1量化值和上述第2量化值的至少一個(gè)輸出。
在本發(fā)明高效率編碼方法中，以成為恒定比特率那樣地輸出上述第1量化值和上述第2量化值的總和。
在本發(fā)明高效率編碼方法中，利用第1比例因子對(duì)上述給定取樣按每個(gè)由多個(gè)取樣構(gòu)成的塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，利用根據(jù)上述第1比例因子求出的第2比例因子把上述量化誤差歸一化。
在本發(fā)明高效率編碼方法中，根據(jù)上述第1比例因子和生成上述第1量化值時(shí)的字長(zhǎng)求出上述第2比例因子。
在本發(fā)明高效率編碼方法中，對(duì)在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在該小塊內(nèi)以同一比例因子和字長(zhǎng)進(jìn)行歸一化和量化。
而且，如根據(jù)本發(fā)明，在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字。這時(shí)，通過(guò)預(yù)先確定已量化了的各字的字長(zhǎng)，使得沒(méi)有必要把字長(zhǎng)信息從編碼器傳送到解碼器上，這在降低比特率方面是有效的。當(dāng)然，也可以把字長(zhǎng)信息作為自適應(yīng)的字長(zhǎng)來(lái)傳送。在這些量化中，進(jìn)行四舍五入操作，這在減小量化誤差方面是有效的。
還有，至少把一種量化功能的輸出比特率在某一恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率，或者，把全部上述量化功能的輸出比特率在某一恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率，這些在簡(jiǎn)化對(duì)于磁盤、磁帶等記錄媒體的記錄方式方面是有效的。
在以上情況下，對(duì)在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在上述小塊內(nèi)進(jìn)行具有同一塊浮動(dòng)和字長(zhǎng)的量化，這在實(shí)現(xiàn)高效率編碼方面是有效的。在這些情況下，使時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣進(jìn)行塊浮動(dòng)，用于把上述前級(jí)的量化誤差已重新量化了的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谏鲜銮凹?jí)量化輸出的比例因子中求出，以及，用于把上述前級(jí)的量化誤差已重新量化了的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谏鲜銮凹?jí)量化輸出的比例因子和字長(zhǎng)中求出，這些在提高高效率編碼的效率方面是有效的。
又，為了得到在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊中的取樣，在進(jìn)行了濾波等不分塊的頻率分析以后，借助于對(duì)該濾波等不分塊頻率分析的輸出進(jìn)行正交變換等分塊頻率分析，使得在時(shí)域、頻域中考慮了聽(tīng)覺(jué)掩蔽的量化噪聲的產(chǎn)生成為可能，并使得到在聽(tīng)覺(jué)上令人滿意的頻率分析成為可能。這時(shí)，上述不分塊頻率分析的頻帶寬度至少在最低頻段的兩個(gè)頻帶是相同的，這在降低成本方面有用。借助于該不分塊頻率分析的頻帶寬度在最高頻段至少是越是高頻、頻帶就越寬，使有效地利用以臨界頻帶為基礎(chǔ)的聽(tīng)覺(jué)效果成為可能。該分塊頻率分析借助于輸入信號(hào)的時(shí)間特性自適應(yīng)地變更塊的大小，借此，使與輸入信號(hào)時(shí)間特性對(duì)應(yīng)的最佳處理成為可能。還有，塊大小的變更至少在兩個(gè)上述不分塊頻率分析的輸出頻帶的每一個(gè)頻帶中獨(dú)立地進(jìn)行，這在防止各頻率分量間的相互干擾和各頻帶分量獨(dú)立地進(jìn)行最佳處理方面是有效的。
借助于通過(guò)各聲道的比例因子計(jì)算聲道的比特分配，可以謀求簡(jiǎn)化比特分配的計(jì)算。在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字，把一個(gè)同步塊中的每一個(gè)量化輸出部分離開(kāi)來(lái)、記錄后進(jìn)行解碼重放，這在降低比特率進(jìn)行重放的情況下，在能夠把必須去掉的比特串匯總?cè)サ舴矫媸怯行У摹?br>
在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由一個(gè)一個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字，把一個(gè)同步塊中的各量化輸出按頻率或時(shí)間順序交錯(cuò)地記錄下來(lái)，從時(shí)域取樣或頻域取樣中解碼重放，這在降低比特率進(jìn)行重放的情況下，在能夠把因受頻帶限制而必須去掉的比特串匯總?cè)サ舴矫媸怯行У摹?br>
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為示出本發(fā)明實(shí)施例量化裝置中應(yīng)用的高效率編碼裝置構(gòu)成例的方框電路圖；圖2為示出本實(shí)施例裝置中信號(hào)的頻率和時(shí)間分割的圖；圖3為示出本實(shí)施例比特分配方案的圖；圖4為用于說(shuō)明從比例因子計(jì)算音調(diào)的方法的圖；圖5為用于說(shuō)明從音調(diào)求出比特分配(1)的比特分配量的方法的圖；
圖6為示出比特分配(2)中均勻分配時(shí)的噪聲頻譜的圖；圖7示出用來(lái)得到對(duì)比特分配(2)中信息信號(hào)頻譜和電平具有依賴性聽(tīng)覺(jué)效果的因比特分配引起的噪聲頻譜的例子；圖8為示出比特分配(2)中均勻分配的圖；圖9為示出使用了用于得到對(duì)比特分配(2)中信息信號(hào)頻譜和電平具有依賴性的聽(tīng)覺(jué)效果的比特分配的比特分配方法的圖；圖10為示出本發(fā)明實(shí)施例基本比特分配功能構(gòu)成例的方框電路圖；圖11為示出本發(fā)明實(shí)施例聽(tīng)覺(jué)掩蔽門限值計(jì)算功能構(gòu)成例的方框電路圖；圖12為示出依據(jù)各臨界頻帶信號(hào)進(jìn)行掩蔽的圖；圖13為示出依據(jù)各臨界頻帶信號(hào)進(jìn)行掩蔽的門限值的圖；圖14為示出信息頻譜、掩蔽門限值、最小可聽(tīng)限度的圖；圖15為示出對(duì)于信號(hào)頻譜中平坦信息信號(hào)依賴于信號(hào)電平和依賴于聽(tīng)覺(jué)允許的噪聲電平的比特分配的圖；圖16為示出對(duì)于信號(hào)頻譜中音調(diào)高的信息信號(hào)依賴于信號(hào)電平和依賴于聽(tīng)覺(jué)允許的噪聲電平的比特分配的圖；圖17為示出對(duì)信號(hào)頻譜中平坦信息信號(hào)的量化噪聲電平的圖；圖18為示出對(duì)音調(diào)高的信息信號(hào)的量化噪聲電平的圖；圖19為示出進(jìn)行基本比特分配與附加比特分配的分割的具體構(gòu)成的方框電路圖；圖20為示出本發(fā)明實(shí)施例解碼裝置構(gòu)成例的方框電路圖；圖21為示出在本發(fā)明實(shí)施例記錄媒體上的比特排列構(gòu)成例的圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，參照
本發(fā)明實(shí)施例。
本實(shí)施例為，在應(yīng)用頻帶分割編碼(SBC)、自適應(yīng)變換編碼(ATC)、和自適應(yīng)比特分配(APC-AB)等技術(shù)對(duì)音頻PCM信號(hào)等輸入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高效率編碼的高效率編碼裝置中，應(yīng)用了本發(fā)明的情況。圖1為示出應(yīng)用了該本發(fā)明的高效率編碼裝置具體構(gòu)成的圖。
在圖1所示高效率編碼裝置中，借助于濾波器等把輸入數(shù)字信號(hào)分割成多個(gè)頻帶，同時(shí)，在每個(gè)頻帶內(nèi)進(jìn)行正交變換，對(duì)得到的頻率軸上的頻譜數(shù)據(jù)在考慮了后述人類聽(tīng)覺(jué)特性的每一個(gè)所謂臨界帶寬(critical band)內(nèi)進(jìn)行自適應(yīng)的比特分配和編碼。這時(shí)，在高頻段，使用把臨界帶寬進(jìn)一步分割了的頻帶。當(dāng)然，也可以把依靠濾波器等的不分塊頻率分割寬度作為等分割寬度。
在該高效率編碼裝置中，在正交變換之前根據(jù)輸入信號(hào)自適應(yīng)地改變塊大小(塊長(zhǎng))的同時(shí)，以臨界帶寬為單位、或者以在高頻段把臨界帶寬進(jìn)一步細(xì)分了的塊為單位進(jìn)行浮動(dòng)處理。該所謂臨界頻帶是考慮到人類聽(tīng)覺(jué)特性分割而成的頻帶，即，當(dāng)因某一純音頻率附近的相同強(qiáng)度的窄頻帶噪聲把該純音掩蔽掉時(shí)，該噪聲所占據(jù)的頻帶。當(dāng)頻段越高時(shí)，這種臨界頻帶的帶寬就越寬，所以，可以把例如0～22KHz的整個(gè)頻帶例如分割成25個(gè)臨界頻帶。
即，在圖1中，例如，把0～22KHz的音頻PCM信號(hào)送到輸入端子10上。例如，借助于所謂QMF濾波器等頻帶分割濾波器11把該輸入信號(hào)分割成0～11KHz頻帶和11KHz～22KHz頻帶，同樣地借助于所謂QMF等頻帶分割濾波器12把0～11KHz頻帶的信號(hào)分割成0～5.5KHz頻帶和5.5～11KHz頻帶。
把來(lái)自上述頻帶分割濾波器11的11KHz～22KHz頻帶的信號(hào)送到正交變換電路之一例的MDCT(Modified DiscreteCosine Transform，即；改進(jìn)的離散余弦變換)電路13上，把來(lái)自上述頻帶分割濾波器12的5.5KHz～11KHz頻帶的信號(hào)送到MDCT電路14上，把來(lái)自上述頻帶分割濾波器12的0～5.5KHz頻帶的信號(hào)送到MDCT電路15上。于是，這些信號(hào)在這里分別進(jìn)行MDCT處理。在MDCT電路13、14、15中，根據(jù)借助于設(shè)置在每個(gè)塊上的塊判定電路19、20、21判定的塊尺寸進(jìn)行MDCT處理。
圖2A和2B示出借助于上述塊尺寸判定電路19、20、21判定的各MDCT電路13、14、15中塊尺寸的具體例。圖2A示出正交變換塊尺寸為長(zhǎng)的情況(在長(zhǎng)方式下的正交變換塊尺寸)，圖2B示出正交變換塊尺寸為短的情況(在短方式下的正交變換塊尺寸)。
在該圖2的具體例中，對(duì)3個(gè)濾波器的輸出分別使用2個(gè)正交變換塊尺寸。即，對(duì)于低頻0～5.5KHz頻帶的信號(hào)和中段5.5KHz～11KHz頻帶的信號(hào)，在長(zhǎng)的塊長(zhǎng)的情況下(圖2A)，一個(gè)塊內(nèi)的取樣數(shù)為128個(gè)取樣；在選定短塊的情況下(圖2B)，一個(gè)塊內(nèi)的取樣數(shù)為32個(gè)取樣。與此相對(duì)，對(duì)于高頻段11KHz～22KHz頻帶的信號(hào)，在長(zhǎng)的塊長(zhǎng)的情況下(圖2A)，一個(gè)塊內(nèi)的取樣數(shù)為256個(gè)取樣，在選定短塊的情況下(圖2B)，一個(gè)塊內(nèi)的取樣數(shù)為32個(gè)取樣。這樣，在選定短塊的情況下，各頻帶正交變換塊的取樣數(shù)相同，頻段越高，越能提高時(shí)間分辨率，而且，還能減少分塊時(shí)使用的窗口種類。
把表示利用上述塊判定電路19、20、21判定的塊尺寸的信息送到后述自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18上，同時(shí)，從輸出端子23、25、27輸出。
再一次看圖1，把在各MDCT電路13、14、15中進(jìn)行MDCT處理以后得到的頻域的頻譜數(shù)據(jù)或者M(jìn)DCT的系數(shù)數(shù)據(jù)，在每個(gè)所謂臨界頻帶內(nèi)、或者在高頻段在把臨界頻帶進(jìn)一步分割了的每個(gè)頻帶內(nèi)匯總起來(lái)，送到自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18上。
在自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18中，根據(jù)上述塊尺寸的信息、和在每個(gè)臨界頻帶內(nèi)、或者在高頻段、在把臨界頻帶重新分割了的每個(gè)頻帶內(nèi)分配的比特?cái)?shù)把各頻譜數(shù)據(jù)(或者，MDCT的系數(shù)數(shù)據(jù))重新量化(歸一化以后，進(jìn)行量化)。
由這些自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18已編碼的數(shù)據(jù)通過(guò)輸出端子22、24、26輸出。此外，在該自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18中求出表示進(jìn)行與什么樣的信號(hào)大小有關(guān)的歸一化的比例因子、和表示以什么樣的比特長(zhǎng)度進(jìn)行量化的比特長(zhǎng)度信息，還同時(shí)把這些信息從輸出端子22、24、26輸出。
對(duì)于上述臨界頻帶、或者在高頻段把臨界頻帶重新分割了的每個(gè)頻帶的能量，借助于例如計(jì)算在該頻帶內(nèi)各幅度值的均方根值從圖1中各MDCT電路13、14、15的輸出中求出。當(dāng)然，也可以把上述比例因子本身用于以后的比特分配。在這種情況下，因?yàn)椴恍枰?jì)算新的能量的運(yùn)算了，所以，可以節(jié)省硬件的規(guī)模。利用幅度值的峰值、平均值等來(lái)代替每個(gè)頻帶的能量，也是可能的。
下面，利用圖3所示的比特分配方案說(shuō)明用于進(jìn)行上述比特分配的自適應(yīng)比特分配編碼電路13、14、15中的具體的比特分配方法。
在本實(shí)施例中，從步驟ST1的總比特分配求出下列兩項(xiàng)第一，每個(gè)聲道128kb/s的基本比特分配(步驟ST2)和第二，64kb/s的附加比特分配。(步驟ST3)其中，把基本比特分配進(jìn)一步分割成比特分配(1)(步驟ST4)和比特分配(2)(步驟ST5)。
首先，說(shuō)明從步驟ST1向步驟ST2的上述基本比特分配的方法。在這里，根據(jù)比例因子的頻域分布自適應(yīng)地進(jìn)行比特分配。
最初，確定比特分配(1)中應(yīng)該使用的比特量。為此，使用信號(hào)信息的頻譜信息中的音調(diào)信息。作為這里的音調(diào)指標(biāo)采用以信號(hào)頻譜數(shù)除信號(hào)頻譜相鄰值之差的絕對(duì)值之和所得的值。作為更簡(jiǎn)單的指標(biāo)，如圖4所示那樣地，可以采用用于所謂塊浮動(dòng)的每一個(gè)塊的比例因子中相鄰比例因子指標(biāo)之差的平均值。該比例因子指標(biāo)概略地對(duì)應(yīng)于比例因子的對(duì)數(shù)值。
在實(shí)施例中，使比特分配(1)中應(yīng)該使用的比特量對(duì)應(yīng)于表示該音調(diào)的值，設(shè)定為最大80kb/s、最小10kb/s。
該音調(diào)的計(jì)算，按下式那樣地進(jìn)行。
T＝(1/(WLmax*(N－1))(∑ABS(SFn－SFn－1)
WLmax字長(zhǎng)的最大值＝16SFn比例因子指標(biāo)，概略地對(duì)應(yīng)于峰值的對(duì)數(shù)n塊浮動(dòng)頻帶的序號(hào)N塊浮動(dòng)頻帶的個(gè)數(shù)這樣求出的音調(diào)指標(biāo)T和比特分配(1)的分配量，如圖5所示那樣地對(duì)應(yīng)起來(lái)。
這里的比特分配(1)成為依賴于比例因子的頻域和時(shí)域上的分配。
如果這樣地確定了比特分配(1)中使用的比特量，下面轉(zhuǎn)到有關(guān)比特分配(1)中不使用的比特的分配，即，比特分配(2)。
在這里，雖然可以進(jìn)行多種比特分配，但是，下面示出兩個(gè)例子。
第一，對(duì)全部取樣值進(jìn)行均勻分配。圖6示出對(duì)應(yīng)于這種情況下比特分配的量化噪聲頻譜(比特分配(2)中均勻分配的噪聲頻譜)。如果根據(jù)這種方法，就能降低整個(gè)頻帶內(nèi)均勻的噪聲電平。
第二，進(jìn)行用于得到對(duì)信號(hào)信息頻譜和電平具有依賴性的聽(tīng)覺(jué)效果的比特分配。圖7示出這種情況下比特分配的量化噪聲頻譜(依靠用于得到對(duì)信號(hào)信息頻譜和電平具有依賴性的聽(tīng)覺(jué)效果的比特分配的噪聲頻譜)之一例。在這個(gè)例子中，進(jìn)行依賴于信息信號(hào)頻譜的比特分配，特別是進(jìn)行在信息信號(hào)頻譜的低頻段加了權(quán)的比特分配以后，補(bǔ)償了低頻段的掩蔽效果相對(duì)于高頻段的減少。這是基于考慮到相鄰臨界頻帶間的掩蔽、重視了頻譜低頻段的掩蔽曲線的非對(duì)稱性。
圖8為示出比特分配(2)中均勻分配時(shí)的比特分配的圖，表示對(duì)應(yīng)于圖6的比特分配。圖9為示出用于得到具有對(duì)應(yīng)于信號(hào)信息頻譜和電平的依賴性的聽(tīng)覺(jué)效果的比特分配的圖，表示對(duì)應(yīng)于圖7的比特分配。圖6、圖7中，S表示信號(hào)頻譜，NL1表示由比特分配(1)引起的噪聲電平，NL2表示由比特分配(2)引起的噪聲電平。圖8、圖9中，AQ1表示比特分配(1)的比特量，AQ2表示比特分配(2)的比特量。
下面，說(shuō)明基本比特分配的其它方法。
用圖10說(shuō)明在這種情況下自適應(yīng)比特分配電路的操作，對(duì)每一個(gè)塊求出MDCT系數(shù)的大小，把該MDCT系數(shù)送到輸入端子801上。把送到該輸入端子801上的MDCT系數(shù)送到每個(gè)頻帶的能量計(jì)算電路803上。在每個(gè)頻帶的能量計(jì)算電路803中，計(jì)算與臨界頻帶、或者在高頻段把臨界頻帶進(jìn)一步分割了的各個(gè)頻帶有關(guān)的信號(hào)能量。把與每個(gè)頻帶的能量計(jì)算電路803中計(jì)算的各個(gè)頻帶有關(guān)的能量，送到依賴于能量的比特分配電路804上。
在依賴于能量的比特分配電路804中，使用來(lái)自可以使用的總比特發(fā)生電路802的可以使用的總比特(在本實(shí)施例中，為128kb/s)內(nèi)的某一比例，進(jìn)行產(chǎn)生白色量化噪聲那樣的比特分配。這時(shí)，輸入信號(hào)的音調(diào)越高，即輸入信號(hào)頻譜的凸凹越大，該比特量在上述128kb/s中占據(jù)的比例就越大。為了檢出輸入信號(hào)頻譜的凸凹，把相鄰塊的塊浮動(dòng)系數(shù)之差的絕對(duì)值之和作為指標(biāo)使用。對(duì)于已求出的可以使用的比特量，進(jìn)行與各頻帶能量的對(duì)數(shù)值成比例的比特分配。
依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲電平的比特分配計(jì)算電路805，首先以上述按每一個(gè)臨界頻帶分割了的頻譜數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)求出考慮到所謂掩蔽效果的每一個(gè)臨界頻帶的容許噪聲量。接著，對(duì)從可以使用的總比特中把依賴于能量的比特減掉以后的比特進(jìn)行分配以便給出聽(tīng)覺(jué)允許噪聲頻譜，把這樣求出的依賴于能量的比特與依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲電平的比特相加，通過(guò)圖1的自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18，根據(jù)在每一個(gè)臨界頻帶中、或者在高頻段把臨界頻帶進(jìn)一步分割成多個(gè)頻帶的頻帶中分配的比特?cái)?shù)，把各頻譜數(shù)據(jù)(或者，MDCT的系數(shù)數(shù)據(jù))重新量化。把這樣編碼的數(shù)據(jù)通過(guò)圖1的輸出端子22、24、26取出。
下面，更詳細(xì)地說(shuō)明關(guān)于上述依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲頻譜的比特分配計(jì)算電路805中的聽(tīng)覺(jué)允許噪聲頻譜計(jì)算電路，把MDCT電路13、14、15中得到的MDCT系數(shù)送到該比特分配計(jì)算電路805中的允許噪聲頻譜計(jì)算電路上。
圖11用于匯總說(shuō)明上述允許噪聲頻譜計(jì)算電路，圖11為示出該允許噪聲頻譜計(jì)算電路具體概略構(gòu)成的方框電路圖。圖11中，把來(lái)自MDCT電路13、14、15的頻域頻譜數(shù)據(jù)送到輸入端子521上。
把該頻域輸入數(shù)據(jù)送到每個(gè)頻帶的能量計(jì)算電路522上，在這里，例如借助于計(jì)算在該頻帶內(nèi)的各幅度值平方的總和等求出上述每個(gè)臨界頻帶的能量。也有利用幅度值的峰值、平均值等來(lái)代替每個(gè)頻道的能量的。作為來(lái)自該能量計(jì)算電路522的輸出的、例如各頻帶總和值的頻譜，一般稱為巴克(bark)頻譜。圖12示出這樣的每個(gè)臨界頻帶的巴克頻譜SB。但是，為了簡(jiǎn)化圖示，圖12中，以12個(gè)頻帶(B1～B12)來(lái)表示上述臨界頻帶的頻帶數(shù)。
在這里，為了考慮巴克頻譜SB在所謂掩蔽方面的影響，進(jìn)行如將該巴克頻譜SB乘以給定的加權(quán)函數(shù)再相加那樣的卷積(conrolution)處理。為此，把每個(gè)上述頻帶的能量計(jì)算電路522的輸出，即該巴克頻譜的各個(gè)值，送到卷積濾波電路523上。該卷積濾波電路523例如由下列構(gòu)成把輸入數(shù)據(jù)順序延時(shí)的多個(gè)延時(shí)單元；對(duì)這些延時(shí)單元的輸出乘以濾波系數(shù)(加權(quán)函數(shù))的多個(gè)乘法器(例如，對(duì)應(yīng)于各頻帶的25個(gè)乘法器)；以及求各乘法器輸出總和的總和加法器。
上述所謂掩蔽是借助于人類聽(tīng)覺(jué)上的特性通過(guò)某一信號(hào)把其它信號(hào)掩蔽掉使之聽(tīng)不到的現(xiàn)象，這種掩蔽效果有依賴時(shí)域音頻信號(hào)的時(shí)間軸掩蔽效果和依靠頻域信號(hào)的同一時(shí)刻掩蔽效果。借助于這些掩蔽效果，假定即使被掩蔽的部分上有噪聲，該噪聲也聽(tīng)不到了。為此，在實(shí)際的音頻信號(hào)中，這種在掩蔽范圍內(nèi)的噪聲，被當(dāng)作為可以允許的噪聲。
示出上述卷積濾波電路523中各乘法器相乘系數(shù)(濾波系數(shù))的一個(gè)具體例，在假定與任一頻帶對(duì)應(yīng)的乘法器M的系數(shù)為1時(shí)，乘法器M－1、M－2、M－3、M＋1、M＋2、M＋3的各系數(shù)為0.15、0.0019、0.0000086、0.4、0.06、0.007，在該卷積濾波電路523中，借助于在乘法器M－1中把系數(shù)0.15、在乘法器M－2中把系數(shù)0.0019、在乘法器M－3中把系數(shù)0.0000086、在乘法器M＋1中把系數(shù)0.4、在乘法器M＋2中把系數(shù)0.06、在乘法器M＋3中把系數(shù)0.007乘到各延遲單元的輸出上，進(jìn)行上述巴克頻譜SB的卷積處理。其中，M為1～25中的任一整數(shù)。
接著，把上述卷積濾波電路523的輸出送到減法器524上。該減法器524為求出電平α的裝置，該電平α對(duì)應(yīng)于上述卷積領(lǐng)域中的后述可以容許的噪聲電平。對(duì)應(yīng)于該可以容許的噪聲電平(允許噪聲電平)的電平α，像后述那樣地，通過(guò)進(jìn)行反卷積處理變成為臨界頻帶中每個(gè)頻帶的允許噪聲電平。
把用于求出上述電平α的允許函數(shù)(表示掩蔽電平的函數(shù))送到上述減法器524上。通過(guò)增大/減小該允許函數(shù)對(duì)上述電平α進(jìn)行控制。該允許函數(shù)由下面將要說(shuō)明那樣的(n－ai)函數(shù)發(fā)生電路525提供。
即，如果假定了從低頻段順序給定的臨界頻帶的頻帶序號(hào)i，則對(duì)應(yīng)于允許噪聲電平的電平α可用下式求出α＝s(n－ai)上式中，n、a為常數(shù)，a＞0，s為已卷積處理了的巴克頻譜的強(qiáng)度，式中(n－ai)為允許函數(shù)。例如，假定n＝38，則可用a＝-0.5。
這樣，求出上述電平α，把該數(shù)據(jù)送到除法器526上。該除法器526為用于對(duì)上述卷積領(lǐng)域中的上述電平α進(jìn)行反卷積處理的裝置。因此，借助于進(jìn)行該反卷積處理，從上述電平α得到掩蔽門限值。即，該掩蔽門限值變成為允許的噪聲頻譜。上述反卷積處理雖然需要復(fù)雜的運(yùn)算，但是，在本實(shí)施例中，利用簡(jiǎn)化了的除法器526來(lái)進(jìn)行反卷積。
接著，把上述掩蔽門限值通過(guò)合成電路527送到減法器528上。在這里，把上述每個(gè)頻帶的能量檢出電路522的輸出(即，前述巴克頻譜SB)通過(guò)延時(shí)電路529送到該減法器528上。因此，通過(guò)在該減法器528中進(jìn)行上述掩蔽門限值與巴克頻譜SB的減法運(yùn)算，如圖13所示那樣地，上述巴克頻譜SB在用該掩蔽門限值MS的電平表示的電平以下的部分則被掩蔽掉?？紤]到上述合成電路527以前各電路中的延時(shí)量，為了把來(lái)自能量檢出電路522的巴克頻譜SB延時(shí)，設(shè)置了上述延時(shí)電路529。
該減法器528的輸出經(jīng)過(guò)允許噪聲校正電路530通過(guò)輸出端子531取出，送到例如預(yù)先存儲(chǔ)著分配比特?cái)?shù)信息的ROM等(圖中未示出)上。該ROM等與從上述減法器528通過(guò)允許噪聲校正電路530得到的輸出(上述延時(shí)器529的輸出，即各頻帶的能量與上述除法器526的輸出之差的電平)對(duì)應(yīng)地輸出每個(gè)頻帶的分配比特?cái)?shù)信息。
這樣，通過(guò)把依賴于能量的比特與依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲電平的比特?cái)?shù)相加、把該分配比特?cái)?shù)信息送到上述自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18上，把來(lái)自MDCT電路13、14、15的頻域內(nèi)的各頻譜數(shù)據(jù)分別以每個(gè)頻帶分配的比特?cái)?shù)量化。
即，如果加以歸納就是，在上述自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18中，以與上述臨界頻帶中的每個(gè)頻帶(每個(gè)臨界頻帶)、或者在高頻段把該臨界頻帶進(jìn)一步分割成多個(gè)頻帶的頻帶的能量或者峰值和上述除法器526輸出之差分的電平對(duì)應(yīng)而分配的比特?cái)?shù)，把上述每個(gè)頻帶的頻譜數(shù)據(jù)量化。
可是，在上述合成電路527中，能夠把從最小可聽(tīng)曲線發(fā)生電路532送來(lái)的、表示圖14所示那樣的人類聽(tīng)覺(jué)特性即所謂最小可聽(tīng)曲線RC的數(shù)據(jù)與上述掩蔽門限值MS合成。對(duì)該最小可聽(tīng)曲線RC來(lái)說(shuō)，如果噪聲絕對(duì)電平在該最小可聽(tīng)曲線RC以下則聽(tīng)不到該噪聲。即使編碼相同，但因重放時(shí)的重放音量不同，該最小可聽(tīng)曲線RC也就不同了，但是，由于在實(shí)際的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，例如，對(duì)于面向16比特動(dòng)態(tài)范圍的音樂(lè)的聽(tīng)眾，并不那么不同，所以例如，如果在人耳最容易聽(tīng)到的4KHz附近頻帶的量化噪聲聽(tīng)不到了，就可以認(rèn)為在其它頻帶中該最小可聽(tīng)曲線RC電平以下的量化噪聲也是聽(tīng)不到的。因此這一來(lái)，例如，如果假定使系統(tǒng)具有的動(dòng)態(tài)范圍在4KHz附近的噪聲聽(tīng)不到，并且假定通過(guò)把該最小可聽(tīng)曲線RC與掩蔽門限值MS一起合成，來(lái)得到允許噪聲電平，則在這種情況下的噪聲電平可以是圖14中用斜線表示的部分。在本實(shí)施例中，使上述最小可聽(tīng)曲線RC在4KHz的電平例如與20比特相當(dāng)?shù)淖畹碗娖揭恢?。圖14中，還同時(shí)示出信號(hào)頻譜SS。
在上述允許噪聲校正電路530中，根據(jù)從校正信息輸出電路533送來(lái)的例如等響度曲線的信息校正上述減法器528輸出中的允許噪聲電平。在這里，所謂等響度曲線是與人類聽(tīng)覺(jué)特性有關(guān)的特性曲線，例如，就是求出可以聽(tīng)到與1KHz純音有相同大小的各頻率下的音聲的聲壓并將其連接成曲線，稱為響度的等靈敏曲線。該等響度曲線所描繪的曲線與圖14所示最小可聽(tīng)曲線RC基本相同。在該等響度曲線上，例如，在4KHz附近，與1KHz的點(diǎn)相比即使聲壓降低8～10dB聽(tīng)著也與1KHz的大小相同，反之，在50Hz附近，如果不比1KHz的聲壓高15dB就聽(tīng)不到相同大小的聲音。為此，可知超過(guò)上述最小可聽(tīng)曲線RC電平的噪聲(允許的噪聲電平)還是具有由與該等響度曲線對(duì)應(yīng)的曲線給出的頻率特性為好。由此可知，考慮到上述等向度曲線校正上述允許噪聲電平是適合于人類聽(tīng)覺(jué)特性的。
上面，在可以使用的總比特128kb/s內(nèi)，用某一比例進(jìn)行比特分配從而產(chǎn)生依賴于所述聽(tīng)覺(jué)允許噪聲電平的頻譜形狀。輸入信號(hào)的音調(diào)越高，該比例就越小。
接著，說(shuō)明關(guān)于兩種比特分配方法之間的比特量分割的方法。
返回圖10，把來(lái)自提供了MDCT電路13、14、15的輸出的輸入端子801的信號(hào)還送到頻譜平滑度計(jì)算電路808上，在這里，計(jì)算頻譜的平滑度。在本實(shí)施例中，計(jì)算信號(hào)頻譜絕對(duì)值相鄰值之差的絕對(duì)值之和除以信號(hào)頻譜絕對(duì)值之和所得之值，作為上述頻譜的平滑度。
把上述頻譜平滑度計(jì)算電路808的輸出送到比特分割率判定電路809上，在這里，判定依賴于能量的比特分配與依靠聽(tīng)覺(jué)允許噪聲頻譜的比特分配之間的比特分割率。考慮頻譜平滑度計(jì)算電路808的輸出值越大頻譜越?jīng)]有平滑度，進(jìn)行把以依靠聽(tīng)覺(jué)允許噪聲頻譜的比特分配作為重點(diǎn)而不是把以依賴于能量的比特分配作為重點(diǎn)的比特分配。比特分割判定電路809把控制輸出送到乘法器811和812上，乘法器811和812分別控制依賴于能量的比特分配和依靠聽(tīng)覺(jué)允許噪聲頻譜的比特分配的大小。在這里，假定頻譜是平滑的，如同將分配重點(diǎn)放在依賴于能量的比特分配那樣，當(dāng)比特分配率判定電路809向乘法器811輸出的值取為0.8時(shí)，比特分配率判定電路809向乘法器812輸出的值則為1－0.8＝0.2。用加法器806把這兩個(gè)乘法器811、812的輸出相加，成為最終的比特分配信息，從輸出端子807輸出。
圖15、圖16示出這時(shí)的比特分配情況。圖17、圖18示出與之對(duì)應(yīng)的量化噪聲的情況。圖15示出信號(hào)頻譜為比較平坦的情況，圖16示出信號(hào)頻譜為高音調(diào)的情況。此外，圖15和圖16中QS表示依賴于信號(hào)電平那一部分的比特分配的比特量，QN表示依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲那一部分的比特分配的比特量。圖17和圖18中L表示信號(hào)電平，NS表示根據(jù)依賴于信號(hào)電平那部分的噪聲降低部分，NN表示根據(jù)依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲電平那部分的比特分配的噪聲降低部分。
首先，在示出信號(hào)頻譜為比較平坦的情況下的圖15中，依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲電平的比特分配在得到遍及全頻帶的大信噪比時(shí)有用。但是，在低頻段和高頻段所占用的比特分配較少。這是因?yàn)槁?tīng)覺(jué)對(duì)這種頻帶的噪聲的靈敏度小。雖然作為依賴于信號(hào)能量級(jí)的比特分配部分所占用的量少了，但是，在這種情況下，分配的重點(diǎn)放在中、低頻段信號(hào)電平的高頻領(lǐng)域以便產(chǎn)生加權(quán)的噪聲頻譜。
與此相反，如圖16所示那樣地，在表示信號(hào)頻譜為高音調(diào)的情況下，依賴于信號(hào)能量級(jí)的比特分配量變多了，量化噪聲的降低用于降低頻帶極窄的噪聲。依賴于聽(tīng)覺(jué)允許噪聲電平的比特分配并未由此明顯地集中起來(lái)。
如圖16所示那樣地，借助于這兩種比特分配之和，實(shí)現(xiàn)孤立頻譜輸入信號(hào)特性的提高。
在上面那樣得到的基本比特分配上，附加下面那樣的上述附加比特分配(步驟ST3)部分。
接著，利用圖19，說(shuō)明關(guān)于基本比特分配和附加比特分配部分的分離和重放時(shí)的結(jié)合。
首先，假定，把圖1中MDCT電路13、14、15的輸出即MDCT系數(shù)送到圖19的輸入端子900上。即，圖1的自適應(yīng)比特分配編碼電路16、17、18中包括著圖19中編碼電路。
在圖19中，通過(guò)歸一化電路905對(duì)送到上述輸入端子900上的MDCT系數(shù)(MDCT取樣)的每多個(gè)取樣按塊進(jìn)行歸一化處理、即塊浮動(dòng)。這時(shí)，得到比例因子，作為表示進(jìn)行了什么程度的塊浮動(dòng)的系數(shù)。
下一級(jí)的第1量化器(quantizer)901以上述基本比特分配給出的各取樣字長(zhǎng)進(jìn)行量化。這時(shí)，為了減小量化噪聲進(jìn)行根據(jù)四舍五入的量化。
把上述歸一化電路905的輸出和上述量化器901的輸出送到差分器902上。即，在該差分器902中，得到量化器901輸入與輸出之差(量化誤差)。把該差分器902的輸出通過(guò)歸一化電路906送到第2量化器903上。
在該第2量化器903中，例如，每一個(gè)取樣使用2比特。歸一化電路906中的比例因子從第1量化器901中用的比例因子和字長(zhǎng)中自動(dòng)地判定。
即，在圖19的編碼器中，第1量化器901中用的字長(zhǎng)例如為N比特時(shí)，可以得到在歸一化電路906中用的比例因子為(2**N)。
上述用于附加比特分配的第二量化器903中，進(jìn)行與上述用于基本比特分配的第1量化器901同樣地包括四舍五入處理的比特分配。這樣，借助于兩種量化，可以分成兩種比特分配。
在這里，如果用于附加比特分配的字長(zhǎng)是不固定的，如前述那樣因?yàn)楦鶕?jù)附加比特分配成分的大小可以從基本比特分配的比例因子和字長(zhǎng)算出附加比特分配的比例因子，所以，在解碼器中只需要字長(zhǎng)。在本實(shí)施例中，因?yàn)楦郊颖忍胤峙涞淖珠L(zhǎng)固定為2比特，所以，甚至連用于附加比特分配的字長(zhǎng)也不需要了。這樣便實(shí)現(xiàn)了量化器901和903的輸出為已分別四舍五入了的高效率量化。
如果量化器901和903的輸出比特率都是固定的，就能夠使得在磁盤、磁帶等媒體上記錄時(shí)系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單。也可以假定二者的比特率可變但總比特率恒定。當(dāng)然，也可以假定僅一個(gè)量化器的輸出比特率恒定。
與圖19的構(gòu)成(編碼器)對(duì)應(yīng)的構(gòu)成(解碼器)中，設(shè)置進(jìn)行與上述歸一化電路905、906對(duì)應(yīng)的反歸一化處理的反歸一化電路908、907，反歸一化電路908、907的輸出在加法器904中相加。該相加后的輸出從輸出端子901取出。
圖20示出用于把已這樣高效率編碼了的信號(hào)重新解碼的基本的本發(fā)明實(shí)施例的解碼裝置。
圖20中，把各頻帶已量化了的MDCT系數(shù)送到解碼裝置輸入端子122、124、126上，把所使用的塊尺寸信息送到輸入端子123、125、127上。解碼電路116、117、118利用由與已量化的MDCT系數(shù)同時(shí)送來(lái)的比例因子和字長(zhǎng)變成的自適應(yīng)比特分配信息來(lái)解除比特分配。
接著，在IMDCT電路113、114、115中，把頻域信號(hào)變換成時(shí)域信號(hào)。借助于IQMF電路112、111把這些部分頻帶的時(shí)域信號(hào)解碼成為全頻帶信號(hào)。
即，上述基本比特分配的128kb/s的比特分配和上述附加比特分配的64kb/s分別在上述解碼電路116、117、118中解碼。而且，在這兩個(gè)解碼部分分別解碼以后，把時(shí)間軸上的取樣分別相加，形成高精度取樣。
當(dāng)然，在圖20中，也可以就IMDCT電路113、114、115的各個(gè)輸出分別計(jì)算基本比特分配輸出和附加比特分配輸出，然后，把它們合成，送到IQMF電路112、111上。
在解碼電路116、117、118中，還可以把基本比特分配和附加比特分配在解除了歸一化處理以后進(jìn)行相加，對(duì)相加的結(jié)果進(jìn)行IMDCT和IQMF處理，得到最終輸出。
本發(fā)明實(shí)施例的記錄媒體是把借助于應(yīng)用了上述那樣的本發(fā)明實(shí)施例的量化裝置的高效率編碼裝置已量化和編碼了的信號(hào)記錄下來(lái)的裝置，作為記錄媒體能夠舉出來(lái)的有例如在光盤、磁光盤、磁盤等盤狀記錄媒體上記錄了上述編碼信號(hào)的裝置；在磁帶等帶狀記錄媒體上記錄了上述編碼信號(hào)的裝置；或者，記錄了編碼信號(hào)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，即所謂IC卡等。
關(guān)于在本發(fā)明實(shí)施例記錄媒體上的數(shù)據(jù)排列方式，如圖21所示。即，假定一個(gè)同步塊由同步信息、子信息(比例因子、字長(zhǎng))、基本比特分配和附加比特分配形成。
在這種情況下，在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字，在一個(gè)同步塊中按每個(gè)量化輸出分離開(kāi)來(lái)并記錄下來(lái)或傳送出來(lái)之后進(jìn)行解碼、重放，這在能夠把在降低比特率重放的情況下必須去掉的一部分比特串匯總?cè)サ舴矫媸怯行У摹?br>
作為其它方法，在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)的量化誤差重新進(jìn)行量化那樣的一種量化功能，分解成至少兩個(gè)字，在一個(gè)同步塊中把各量化輸出按頻率或時(shí)間順序交錯(cuò)地記錄下來(lái)或傳送出去，從時(shí)域取樣或頻域取樣中解碼重放，這在能夠在降低比特率重放的情況下把因受頻帶限制而必須去掉的部分比特串匯總?cè)サ舴矫媸怯行У摹?br>
以上那樣的比特排列，可用于特別是例如利用磁光盤和光盤的所謂小型盤(Mini Disc)、磁帶媒體、通信媒體等。
正如通過(guò)上面的說(shuō)明可以了解到的那樣，在本發(fā)明中，能夠得到以下效果。即，(1)當(dāng)解碼時(shí)使用的比特率低于編碼時(shí)所使作的比特率(例如，在編碼器那一側(cè)，把編碼處理以后的一部分比特挪用于傳輸其它數(shù)據(jù))時(shí)，能使音質(zhì)劣化為最小。
(2)在使用以往以低的比特率進(jìn)行重放的重放設(shè)備時(shí)，當(dāng)引入使用較高比特率的、音質(zhì)良好的系統(tǒng)時(shí)，能夠提供與以以往使用的低比特率進(jìn)行重放的重放設(shè)備有后向互換性的系統(tǒng)。
(3)在使用了較貴的存儲(chǔ)器件(例如IC卡)的存儲(chǔ)媒體上進(jìn)行記錄時(shí)，為了把記錄時(shí)間從起始設(shè)定值延長(zhǎng)時(shí)，能夠把記錄完了的、或者記錄中的編碼信息的比特率適當(dāng)降低以延長(zhǎng)記錄時(shí)間，并能使這時(shí)的音質(zhì)劣化為最小。
(4)能夠使用多個(gè)廉價(jià)的、常用的、以較低比特率進(jìn)行比特分配的解碼器來(lái)構(gòu)成高音質(zhì)解碼器，借此，不需要作成新解碼器使用的大規(guī)模集成電路(LSI)，就能夠達(dá)到廉價(jià)的目的。
權(quán)利要求
1.一種把輸入信號(hào)的時(shí)域取樣或頻域取樣量化的量化裝置，其特征是，在這種裝置中，在把所述時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于具有由對(duì)各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)量化中的量化誤差重新進(jìn)行量化的一種量化裝置，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種量化裝置，其特征是，所述量化裝置進(jìn)行四舍五入操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的一種量化裝置，其特征是，至少把一種所述量化裝置的輸出比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種量化裝置，其特征是，把全部所述量化裝置的輸出比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種量化裝置，其特征是，對(duì)時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣為一個(gè)塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，用于把所述前級(jí)量化的量化誤差重新量化的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谒銮凹?jí)量化的量化輸出的比例因子中求出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種量化裝置，其特征是，用于把所述前級(jí)量化的量化誤差重新量化的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谒銮凹?jí)量化的量化輸出的比例因子和字長(zhǎng)中求出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種量化裝置，其特征是，對(duì)有關(guān)時(shí)間和頻率已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在該小塊內(nèi)進(jìn)行具有同一塊浮動(dòng)和字長(zhǎng)的量化。
8.一種把已把時(shí)域取樣或頻域取樣量化了的信號(hào)解碼的解碼裝置，其特征是，對(duì)所述時(shí)域取樣或頻域取樣，具有把與同一時(shí)域或同一頻域的取樣有關(guān)的至少兩個(gè)部分取樣合成為一個(gè)取樣的合成裝置。
9.一種把已知時(shí)域取樣或頻域取樣量化了的信號(hào)解碼的解碼裝置，其特征是，對(duì)所述時(shí)域取樣或頻域取樣，具有把與同一時(shí)域或同一頻域的取樣有關(guān)的至少兩個(gè)部分取樣分別個(gè)別地作為全頻帶寬度的時(shí)域取樣以后合成為一個(gè)取樣的合成裝置。
10.一種把已把時(shí)域取樣或頻域取樣量化了的信號(hào)解碼的解碼裝置，其特征是，對(duì)所述時(shí)域取樣或頻域取樣，具有把與同一時(shí)域或同一頻域的取樣有關(guān)的至少兩個(gè)部分取樣分別個(gè)別地作為部分頻帶寬度的時(shí)域取樣以后在分別的部分頻帶內(nèi)合成為一個(gè)取樣、進(jìn)而合成全頻帶寬度的時(shí)域取樣的合成裝置。
11.根據(jù)權(quán)利8、9或10中所述的一種解碼裝置，其特征是，在所述量化時(shí)，在把所述時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)量化中的量化誤差重新進(jìn)行量化的一種量化裝置，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字，至少把一種所述量化裝置的輸出比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的一種解碼裝置，其特征是，在所述量化時(shí)，在把所述時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)量化中的量化誤差重新進(jìn)行量化的一種量化裝置，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字，把全部所述量化裝置的輸出比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的一種解碼裝置，其特征是，在所述量化時(shí)，對(duì)時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣為一個(gè)塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，用于把所述前級(jí)量化的量化誤差重新量化的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谇凹?jí)量化的量化輸出的比例因子中求出。
14.一種記錄媒體，其特征是，該記錄媒體是這樣構(gòu)成的在把時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，借助于由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)量化中的量化誤差至少重新進(jìn)行一次量化，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)量化值，至少把所述兩個(gè)量化值記錄下來(lái)。
15.一種把輸入信號(hào)的時(shí)域或頻域的給定取樣量化的量化方法，其特征是，在這種方法中，把所述給定取樣量化，生成第1量化值，運(yùn)算所述給定取樣與所述第1量化值的量化誤差，由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)所述量化誤差進(jìn)行量化，生成第2量化值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的一種量化方法，其特征是，借助于根據(jù)四舍五入操作的量化，至少生成所述第1量化值和所述第2量化值中的一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的一種量化方法，其特征是，以恒定的比特率把所述第1量化值和所述第2量化值中的至少一個(gè)輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的一種量化方法，其特征是，以成為恒定比特率那樣地輸出所述第1量化值和所述第2量化值的總和。
19.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的一種量化方法，其特征是，利用第1比例因子對(duì)所述給定取樣按每個(gè)由多個(gè)取樣構(gòu)成的塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，利用根據(jù)所述第1比例因子求出的第2比例因子把所述量化誤差歸一化。
20.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的一種量化方法，其特征是，根據(jù)所述第1比例因子和生成所述第1量化值時(shí)的字長(zhǎng)求出所述第2比例因子。
21.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的一種量化方法，其特征是，對(duì)在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在該小塊內(nèi)以同一比例因子和字長(zhǎng)進(jìn)行歸一化和量化。
22.一種對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)域取樣或頻域取樣進(jìn)行比特分配的高效率編碼裝置，其特征是，在這種裝置中，在把所述時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于具有由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)量化的量化誤差重新進(jìn)行量化的一種量化裝置，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字。
23.根據(jù)權(quán)利要求22中所述的一種高效率編碼裝置，其特征是，所述量化裝置進(jìn)行四舍五入操作。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23中所述的一種高效率編碼裝置，其特征是，至少把一種所述量化裝置的輸出比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。
25.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的一種高效率編碼裝置，其特征是，把全部所述量化裝置的輸出比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。
26.根據(jù)權(quán)利要求22中所述的一種高效率編碼裝置，其特征是，對(duì)時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣為一個(gè)塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，用于把所述前級(jí)量化的量化誤差重新量化的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谇凹?jí)量化的量化輸出的比例因子中求出。
27.根據(jù)權(quán)利要求26中所述的一種高效率編碼裝置，其特征是，用于把所述前級(jí)量化的量化誤差重新量化的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜谒銮凹?jí)量化的量化輸出的比例因子和字長(zhǎng)中求出。
28.根據(jù)權(quán)利要求22中所述的一種高效率編碼裝置，其特征是，對(duì)在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行在小塊內(nèi)具有同一塊浮動(dòng)、或同一塊浮動(dòng)和字長(zhǎng)的量化。
29.一種對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)域取樣或頻域取樣進(jìn)行比特分配以后把該輸入信號(hào)編碼、把該已編碼的信號(hào)記錄到記錄媒體上的高效率編碼裝置，其特征是，在這種裝置中，在把所述時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于具有由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)量化的量化誤差重新進(jìn)行量化的一種量化裝置，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字，同時(shí)，在一個(gè)同步塊中，把全部所述量化裝置的輸出取樣分別分離，以恒定時(shí)間單位進(jìn)行記錄。
30.一種對(duì)輸入信號(hào)的對(duì)域取樣或頻域取樣進(jìn)行比特分配以后把該輸入信號(hào)編碼、把該已編碼的信號(hào)記錄到記錄媒體上的高效率編碼裝置，其特征是，在這種裝置中，在把所述時(shí)域取樣或頻域取樣量化以后，至少借助于具有由一個(gè)一個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)前級(jí)量化的量化誤差重新進(jìn)行量化的一種量化裝置，把時(shí)域取樣或頻域取樣至少分解成兩個(gè)字，同時(shí)，在一個(gè)同步塊中，把所述量化裝置各自的輸出取樣按所述每個(gè)量化裝置以時(shí)間順序或頻率順序交錯(cuò)地進(jìn)行記錄。
31.一種對(duì)時(shí)域取樣或頻域取樣進(jìn)行比特分配、把已編碼的信號(hào)解碼的高效率解碼裝置，其特征是，在這種裝置中，對(duì)所述時(shí)域取樣或頻域取樣，具有把與同一時(shí)域或同一頻域的取樣有關(guān)的至少兩個(gè)部分取樣合成為一個(gè)取樣的合成裝置。
32.一種對(duì)時(shí)域取樣或頻域取樣進(jìn)行比特分配、把已編碼的信號(hào)解碼的高效率解碼裝置，其特征是，在這種裝置中，對(duì)所述時(shí)域取樣或頻域取樣，具有把與同一時(shí)域或同一頻域的取樣有關(guān)的至少兩個(gè)部分取樣分別個(gè)別地作為全頻帶寬度的時(shí)域取樣以后合成為一個(gè)取樣的合成裝置。
33.一種對(duì)時(shí)域取樣或頻域取樣進(jìn)行比特分配、把已編碼的信號(hào)解碼的高效率解碼裝置，其特征是，在這種裝置中，對(duì)所述時(shí)域取樣或頻域取樣，具有把與同一時(shí)域或同一頻域的取樣有關(guān)的至少兩個(gè)部分取樣分別個(gè)別地作為部分頻帶寬度的時(shí)域取樣以后在各自的部分頻帶中把所述部分取樣合成為一個(gè)取樣、進(jìn)而合成全頻帶寬度的時(shí)域取樣的合成裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求31、32或33中所述的一種高效率解碼裝置，其特征是，至少把一種所述已編碼信號(hào)的比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)作為恒定的比特率。
35.根據(jù)權(quán)利要求34中所述的一種高效率解碼裝置，其特征是，全部所述已編碼信號(hào)的比特率在恒定時(shí)間單位內(nèi)為恒定的比特率。
36.根據(jù)權(quán)利要求35中所述的一種高效率解碼裝置，其特征是，對(duì)所述已編碼信號(hào)中時(shí)域取樣或頻域取樣按每多個(gè)取樣為一個(gè)塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，用于把前級(jí)量化誤差重新量化的取樣數(shù)據(jù)的比例因子至少?gòu)挠糜诎阉鰰r(shí)域取樣或頻域取樣量化了的量化輸出的比例因子中求出。
37.根據(jù)權(quán)利要求31中所述的一種高效率解碼裝置，其特征是，對(duì)在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊內(nèi)進(jìn)行了具有同一塊浮動(dòng)、或同一塊浮動(dòng)和字長(zhǎng)的量化的取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
38.一種把輸入信號(hào)編碼的高效率編碼方法，其特征是，在這種方法中，把總比特分配分割成基本比特分配和附加比特分配，把所述輸入信號(hào)的時(shí)域或頻域的給定取樣以基于所述基本比特分配的字長(zhǎng)量化，生成第1量化值，運(yùn)算所述給定取樣與所述第1量化值的量化誤差，由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)所述量化誤差進(jìn)行量化，作為所述附加比特分配生成第2量化值。
39.根據(jù)權(quán)利要求38中所述的一種高效率編碼方法，其特征是，借助于根據(jù)由四舍五入操作的量化至少生成所述第1量化值和所述第2量化值中的一個(gè)。
40.根據(jù)權(quán)利要求38中所述的一種高效率編碼方法，其特征是，以恒定的比特率至少把所述第1量化值和所述第2量化值中的一個(gè)輸出。
41.根據(jù)權(quán)利要求38中所述的一種高效率編碼方法，其特征是，以成為恒定比特率那樣地輸出所述第1量化值和所述第2量化值的總合。
42.根據(jù)權(quán)利要求38中所述的一種高效率編碼方法，其特征是，利用第1比例因子對(duì)所述給定取樣按每個(gè)由多個(gè)取樣構(gòu)成的塊進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，利用根據(jù)所述第1比例因子求出的第2比例因子把所述量化誤差歸一化。
43.根據(jù)權(quán)利要求38中所述的一種高效率編碼方法，其特征是，根據(jù)所述第1比例因子和生成所述第1量化值時(shí)的字長(zhǎng)求出所述第2比例因子。
44.根據(jù)權(quán)利要求38中所述的一種高效率編碼方法，其特征是，對(duì)在時(shí)間和頻率上已細(xì)分了的小塊中的取樣數(shù)據(jù)，在該小塊內(nèi)，以同一比例因子和字長(zhǎng)進(jìn)行歸一化和量化。
45.一種記錄編碼信號(hào)的記錄媒體，其特征是，該媒體是這樣構(gòu)成的把總比特分配分割成基本比特分配和附加比特分配，把所述輸入信號(hào)的時(shí)域或頻域的給定取樣以基于所述基本比特分配的字長(zhǎng)量化，生成第1量化值，運(yùn)算所述給定取樣與所述第1量化值的量化誤差，由各個(gè)取樣單獨(dú)地對(duì)所述量化誤差進(jìn)行量化，作為所述附加比特分配生成第2量化值，把所述第1量化值和所述第2量化值記錄下來(lái)。
全文摘要
在本發(fā)明中，在把例如音頻信號(hào)等輸入信號(hào)的時(shí)域取樣或頻域取樣量化時(shí)，所采用的方法允許例如把MDCT系數(shù)作為頻域取樣進(jìn)行塊浮動(dòng)處理，此后，將其量化，產(chǎn)生第一量化值；計(jì)算在第一量化值與MDCT系數(shù)之間的量化誤差，由一個(gè)取樣單獨(dú)地產(chǎn)生每一個(gè)量化誤差以產(chǎn)生第二量化值；由此，至少把MDCT系數(shù)分解成兩個(gè)字。這樣，根據(jù)本發(fā)明可使音質(zhì)的劣化保持為最低限度，并能確保后向兼容性。
文檔編號(hào)H04B14/04GK1117776SQ94191140
公開(kāi)日1996年2月28日 申請(qǐng)日期1994年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月9日
發(fā)明者赤桐健三 申請(qǐng)人:索尼公司