DE69629986T2

DE69629986T2 - Verfahren und Gerät zum Kodieren digitaler akustischer Signale

Info

Publication number: DE69629986T2
Application number: DE69629986T
Authority: DE
Inventors: Takaaki Yokosuka-shi Yamabe
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2016-07-27
Also published as: US5794179A; EP0756386A2; EP0756386B1; EP0756386A3; DE69629986D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Codieren eines digitalen akustischen Signals oder dergleichen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Decodieren des codierten digitalen akustischen Signals, um verlustfreie Informationen zu reproduzieren.
Im allgemeinen weist eine Reihe digital umgewandelter akustischer Signale eine Kontinuität und/oder Redundanz auf, es sei denn, die Reihe digital umgewandelter akustischer Signale besteht aus Stücken von Zufallsdaten wie z. B. weißem Rauschen. Daher sind mehrere verlustfreie Kompressionsverfahren (oder mehrere reversible Kompressionsverfahren) bekannt, in denen die Kontinuität und/oder Redundanz einer Reihe digital umgewandelter akustischer Signale genutzt wird.
Eine Korrelation (oder Kontinuität) zwischen einem Paar Abtastungen der akustischen Signale, die auf einer Zeitachse einander benachbart sind, kann leicht festgestellt werden, indem die akustischen Signale beobachtet werden. Außerdem ist eine Amplitudenverteilung mehrerer akustischer Signale im allgemeinen einseitig. Daher weist eine normale Wahrscheinlichkeit, dass jedes Bit digitaler Daten, die durch Digitalisieren der akustischen Signale erhalten werden, auf "0" oder "1" gesetzt ist, Regularität auf. Wenn die Amplitudenverteilung sehr einseitig ist, wird die Redundanz der akustischen Signale vergrößert.
Als ein Beispiel der reversiblen Kompressionsverfahren ist ein Verfahren zur differentiellen Pulscodemodulation (PCM) bekannt, in welchem eine Kontinuität von Musik und eine Tendenz, dass ein Differenzwert zwischen einem Paar einander benachbarter Abtastungen im allgemeinen niedriger als ein Wert jeder Abtastung ist, genutzt werden.
Als weitere Beispiele der reversiblen Kompressionsverfahren sind auch bekannt ein prädiktives differentielles PCM-Verfahren, in dem ein Wert einer kommentierten (engl. remarked) Abtastung aus zwei Werten eines Paars von der kommentierten Abtastung benachbarten Abtastungen vorhergesagt wird, indem Linearität von Abtastwerten benutzt wird, und ein adaptives prädiktives differentielles PCM-Verfahren, in welchem eine differentielle Breite adativ bestimmt wird.
Als weitere Beispiele der reversiblen Kompressionsverfahren, in denen die Redundanz der akustischen Signale durch Verwenden eines mathematischen Kompressionsverfahrens reduziert wird, sind außerdem ein Entropie-Codierverfahren, in welchem eine einseitige Auftrittsverteilung digitaler Signale verwendet wird, und ein Vektor-Codierverfahren gut bekannt, in welchem ein Muster eines kommentierten Signals mit einem Muster eines früheren Signals oder eines Referenzsignals zusammenpasst und das kommentierte Signal codiert wird.
Ein weiteres Kompressionsverfahren, in welchem Stücke einer Zeitzoneninformation mehrerer akustischer Signale in der Frequenz umgewandelt werden, um Stücke einer Frequenzzoneninformation zu erzeugen, und die Frequenzzoneninformation für jedes Band gemäß einem Abweichungsgrad einer Spektralverteilung der Frequenzzoneninformation adaptiv verteilt wird, um ein Codevolumen zu reduzieren und die akustischen Signale zu codieren, ist gut bekannt. Eine solche Teilband-Sprachcodiereinrichtung ist in US 4,956,871 offenbart.
In den obigen Beispielen wird hauptsächlich das differentielle PCM-Verfahren übernommen, und ein kombiniertes Kompressionsverfahren des differentiellen PCM-Verfahrens und des Entropie-Codierverfahrens wie z. B. ein Huffman-Codierverfahren wird verwendet. Das die Frequenzumwandlung nutzende Codierverfahren wird auch für ein nicht reversibles Codierverfahren mit hoher Effizienz verwendet, in welchem eine auditive mentale Eigenschaft (engl. auditory mental property) oder dergleichen genutzt wird.
Als ein Beispiel eines akustische Signale verarbeitenden Verfahrens, in welchem eine Rückkopplungsstruktur genutzt wird, ist ein aktives Rauschsteuerverfahren bekannt, um eine Rauschkomponente eines Vibrationstons einer Maschine wie z. B. eines Tons von einem Klimaanlagengebläse oder eines Motortons eines Kraftfahrzeuges positiv zu reduzieren. In diesem aktiven Rauschsteuerverfahren wird ein ursprüngliches Signal, das sich auf eine Rauschkomponente bezieht, analysiert, wird eine Komponente mit einer zum ursprünglichen Signal entgegengesetzten Phase mit der ursprünglichen Phase überdeckt, und ein als Rauschkomponente behandeltes akustisches Signal wird gelöscht. Das aktive Rauschsteuerverfahren mit der Rückkopplungsstruktur ist z. B. in der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. H5-80777 von 1993 offenbart.
Als ein weiteres Beispiel des akustische Signale verarbeitenden Verfahrens, in welchem die Rückkopplungsstruktur genutzt wird, ist in der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. H4-185017 von 1992 auch das hocheffiziete Codierverfahren offenbart, in welchem eine Differenz zwischen einem ursprünglichen Signal und einem reproduzierten Signal, das durch Codieren und Decodieren des ursprünglichen Signals erhalten wird, zum ursprünglichen Signal rückgekoppelt und eine Codieroperation wiederholt wird, um ein gemäß einem psychoakustischen Modell erzeugtes Quantisierungsrauschen zu reduzieren.
In dem obigen herkömmlichen reversiblen akustischen Codierverfahren kann, wenn man die Codierung in nur einer Zeitzone wünscht, die Codierung, in der Charakteristiken, die durch die Abweichung einer Frequenzverteilung akustischer Signale geliefert werden, genutzt werden, nicht durchgeführt werden, so dass ein Nachteil besteht, dass die akustischen Signale nicht effizient komprimiert werden können. Insbesondere falls ein Signal mit einer beträchtlich hohen Amplitude in einer hohen Frequenz existiert, ist im differentiellen PCM-Verfahren eine Differenzbitbreite von 17 Bits erforderlich, um einen dynamischen Bereich zu haben, der einem linearen PCM-Verfahren für 16 Bits äquivalent ist, um einen Differenzwert zwischen einem aktuellen Signal und einem vorherigen Signal auszudrücken. Wenn mehrere akustische Signale, in denen Amplituden in einer hohen Frequenz beträchtlich geändert werden, codiert werden, besteht daher ein Nachteil, dass sich eine Codiereffizienz verschlechtert.
Selbst wenn eine adaptive Vorhersage in der Codierung übernommen wird, wird, wenn eine Musikquelle mit einer für die Vorhersage schwierigen Charakteristik codiert wird, eine Differenzbitbreite ebenfalls vergrö ßert werden, so dass eine Codiereffizienz nicht notwendigerweise verbessert wird. In dem mathematischen Kompressionsverfahren wird auch Redundanz, die aus der Kontinuität und Korrelation in Audiosignalen auftritt, nicht effizient genutzt. Daher ist eine Codierqualität, die im mathematischen Kompressionsverfahren erhalten wird, gegenüber derjenigen schlechter, die in einem Codierverfahren erhalten wird, in welchem Charakteristiken von akustischen Signalen verwendet werden.
Ein Codierverfahren, in welchem die Frequenzumwandlung (insbesondere orthogonale Umwandlung) verwendet wird, ist außerdem theoretisch reversibel. Da eine hohe Quantisierungsgenauigkeit (oder hohe Berechnungsgenauigkeit) erforderlich ist, um die Reversibilität des Codierverfahrens zu bewahren, wird jedoch eine Quantisierungsbreite von Abtastungen einer Frequenzzoneninformation vergrößert. Folglich ist eine groß ausgelegte Codiervorrichtung, in der das Codierverfahren angewendet wird, erforderlich, um die Reversibilität zu bewahren, und daher besteht ein Nachteil, dass eine Kompressionseffizienz nicht verbessert wird.
In dem akustische Signale verarbeitenden Verfahren, in welchem eine Rauschkomponente durch Verwenden der Rückkopplungsstruktur sicher gelöscht wird, wird, obgleich eine für das Ohr störende Rauschkomponente entfernt wird, auch nur eine Rauschkomponente eines bestimmten Frequenzbandes entfernt. Daher ist es schwierig, ein Rauschsignal wie z. B. einen Berechnungsfehler zu entfernen, in welchem Rauschkomponenten in einem weiten Frequenzband gleichmäßig verteilt sind. Der Umfang von durch den Berechnungsfehler hervorgerufenen Rauschkomponenten kann ebenfalls nicht reduziert werden. Falls eine durch den Berechnungsfehler erzeugte Rauschkomponente codiert wird, um ein akustisches Signal zu übertragen, kann daher, selbst wenn das herkömmliche aktive Rauschsteuerungsverfahren verwendet wird, um die durch den Berechnungsfehler erzeugte Rauschkomponente zu codieren, der Umfang an codierter Information nicht reduziert werden.
Ein Codierverfahren zum Reduzieren des gemäß dem psychoakustischen Modell hervorgerufenen Quantisierungsfehlers durch Verwenden der Rückkopplungsstruktur ist ebenfalls ein nicht reversibles Kompressionsverfahren, und das Codierverfahren zielt nicht auf eine (später beschriebene) zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nach der eine Amplitudenverteilung der Berechnungsfehler abgeflacht wird.
Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, unter angemessener Berücksichtigung der Nachteile eines solchen herkömmlichen Codierverfahrens reversible akustische Codier- und Decodierverfahren, um ein akustisches Signal effizient zu codieren und das codierte akustische Signal zu decodieren, während Reversibilität perfekt bewahrt wird, und akustische Signale codierende und decodierende Vorrichtungen zum Durchführen der reversiblen akustischen Codier- und Decodierverfahren zu schaffen.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein reversibles akustisches Codierverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Reduzieren eines Gesamtumfangs an codierter Information unter der Bedingung zu schaffen, dass ein akustisches Signal effizient codiert wird, während Reversibilität perfekt bewahrt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein akustisches Codierverfahren geschaffen mit den Schritten, bei denen:
ein digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation, das als ursprüngliches Signal geliefert wird, in ein oder mehr Stücke von Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbändern geteilt wird, um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern;
die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder kombiniert werden, um ein bandkombiniertes Signal als ein reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen;
ein Residuen- bzw. Restsignal aus dem reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation und dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation als Zeitzonen korrigierende Information erzeugt wird; und
das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation und der Zeitzonen korrigierenden Information bzw. die Zeitzonen korrigierende Information multiplexiert werden, um einen Bitstrom als Ausgangssignal zu erzeugen.
In den obigen Schritten wird die Zeitzonen korrigierende Information erzeugt, indem eine Differenz zwischen dem reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation, die durch Kombinieren der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder erhalten wird, und dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation, das als das ursprüngliche Signal geliefert wird, erzeugt wird, und das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation und die Zeitzonen korrigierende Information werden als Ausgangssignal multiplexiert.
Da die Zeitzonen korrigierende Information mit dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation codiert wird, kann demgemäß das digitale akustische Signal effizient codiert werden, und das codierte digitale akustische Signal kann effizient reproduziert werden, während Reversibilität perfekt bewahrt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Codieren und Decodieren akustischer Signale geschaffen mit den Schritten, bei denen:
ein digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation, das als ein ursprüngliches Signal geliefert wird, in ein oder mehrere Stücke für Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbändern geteilt wird, um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern;
die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder kombiniert werden, um ein bandkombiniertes Signal als ein erstes reproduziertes digitales akustisches Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen;
ein Restsignal aus dem ersten reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation und dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation als Zeitzonen korrigierende Information erzeugt wird;
das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation und die Zeitzonen korrigierende Information in einen Bitstrom multiplexiert werden;
der Bitstrom demultiplexiert wird, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation von der Zeitzonen korrigierenden Information zu trennen;
die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder, die in dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation enthalten sind, kombiniert werden, um ein zweites reproduziertes digitales akustisches Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen; und
das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation gemäß der demultiplexierten Zeitzonen korrigierenden Information korrigiert wird.
In den obigen Schritten werden das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation und die Zeitzonen korrigierende Information, die miteinander multiplexiert sind, demultiplexiert, wird das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation aus dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation reproduziert, und das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation wird gemäß der Zeitzonen korrigierenden Information korrigiert.
Da das akustische Signal in der Frequenzzone behandelt wird, kann demgemäß eine durch eine Abweichung einer Spektralverteilung des akustischen Signals hervorgerufene Redundanz ungeachtet der Arten akustischer Signale, die von verschiedenen Audioquellen erzeugt werden, effektiv reduziert werden. Da das Restsignal als die Zeitzonen korrigierende Information genutzt wird, um das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation zu korrigieren, kann auch das digitale akustische Signal zuverlässig reproduziert werden. Obgleich verschiedene Operationen zum genauen Berechnen einer Quantisierungsgenauigkeit eines Frequenzzonensignals, die erforderlich ist, um die Reversibilität zu bewahren, in einem herkömmlichen Codierverfahren notwendig sind, in welchem kein Signal der Zeitzone behandelt wird, ist daher keine der verschiedenen Operationen in der vorliegenden Erfindung erforderlich.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale mit:
einem bandteilenden Filter zum Teilen eines digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation, das als ursprüngliches Signal geliefert wird, in ein oder mehrere Teilstücke von Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbändern, um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern;
einer Maximalwerte auswählenden Einheit zum Auswählen eines Maximalwertes unter den Stücken von Teilbanddaten, die durch das bandteilende Filter geteilt wurden, für jedes der Teilbänder;
einer Bits zuordnende Informationen erzeugenden Einheit zum Erzeugen einer Bits zuordnenden Information, die die Anzahl von Bits angibt, die den Stücken von Teilbanddaten zugeordnet werden, gemäß dem durch die Maximalwerte auswählende Einheit ausgewählten maximalen Wert für jedes der Teilbänder;
einer quantisierenden Einheit, um die Anzahl von Bits, die in jedem Stück von durch das bandteilende Filter geteilten Teilbanddaten verwendet werden, um eine reduzierende Anzahl Nr gemäß der Bits zuordnenden Information zu reduzieren, die durch die Bits zuordnende Informationen erzeugende Einheit erzeugt wurde, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformationen zu erzeugen, das aus den Stücken von Teilbanddaten besteht, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr für jedes der Teilbänder reduziert ist;
einer invers quantisierenden Einheit, um Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten zu addieren, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Anzahl Nr durch die quantisierende Einheit reduziert ist;
einem bandkombinierenden Filter, um die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder zu kombinieren, um ein bandkombiniertes Signal als ein reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen;
einer Restsignale erzeugenden Einheit, um ein Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation und dem reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen, die durch das bandkombinierende Filter erzeugt wurden, um das Restsignal als Zeitzonen korrigierende Information abzugeben; und
einer Multiplexiereinheit, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation, das durch die quantisierende Einheit erzeugt wurde, und die Zeitzonen korrigierende Information zu multiplexieren, um einen Bitstrom als Ausgangssignal zu erzeugen.
Da die Anzahl von Bits, die in jedem Stück Teilbanddaten verwendet werden, in der quantisierenden Einheit reduziert wird, wird in der obigen Konfiguration ein Volumen des digitalen akustischen Signals der Frequenzzoneninformation reduziert, und das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation kann effizient codiert werden. Da die Zeitzonen korrigierende Information mit dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation multiplexiert wird, kann auch, falls die Zeitzonen korrigierende Information in einer Decodieroperation genutzt wird, um ein reproduziertes digitales akustisches Signal der Zeitzoneninformation zu korrigieren, das reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation, das mit dem ursprünglichen Signal übereinstimmt, zuverlässig erhalten werden, während die Reversibilität bewahrt wird.
Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst durch das Schaffen einer Vorrichtung zum Codieren und Decodieren akustischer Signale mit:
einem bandteilenden Filter zum Teilen eines digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation, das als ursprüngliches Signal geliefert wird, in ein oder mehr Stücke von Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbändern, um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern;
einer Maximalwerte auswählenden Einheit, um einen maximalen Wert unter den Stücken von Teilbanddaten, die durch das bandteilende Filter geteilt wurden, für jedes der Teilbänder auszuwählen;
einer Bits zuordnende Informationen erzeugenden Einheit zum Erzeugen einer Bits zuordnenden Information, die die Anzahl von Bits angibt, die den Stücken von Teilbanddaten zugeordnet werden, gemäß dem durch die Maximalwerte auswählende Einheit ausgewählten maximalen Wert für jedes der Teilbänder;
einer quantisierenden Einheit, um die Anzahl von Bits, die in jedem Stück von durch das bandteilende Filter geteilten Teilbanddaten verwendet werden, um eine reduzierende Anzahl Nr gemäß der Bits zuordnenden Information zu reduzieren, die durch die Bits zuordnende Informationen erzeugende Einheit erzeugt wurde, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation zu erzeugen, das aus den Stücken von Teilbanddaten besteht, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Anzahl Nr für jedes der Teilbänder reduziert wird;
einer ersten invers quantisierenden Einheit, um Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu einem Stück von Teilbanddaten zu addieren, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Anzahl Nr durch die quantisierende Einheit reduziert ist;
einem ersten bandkombinierenden Filter, um die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder, die durch die erste invers quantisierende Einheit erzeugt wurden, zu kombinieren, um ein bandkombiniertes Signal als ein erstes reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen;
einer Residuensignale bzw. Restsignale erzeugenden Einheit, um ein Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation und dem ersten reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen, das durch das erste bandkombinierende Filter erzeugt wurde, und das Restsignal als Zeitzonen korrigierende Information abzugeben;
einer Multiplexiereinheit, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation, das durch die quantisierende Einheit erzeugt wurde, und die Zeitzonen korrigierende Information zu multiplexieren, um einen Bitstrom als Ausgangssignal zu erzeugen;
einer Demultiplexiereinheit, um den durch die Multiplexiereinheit erzeugten Bitstrom zu demultiplexieren, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation von der Zeitzonen korrigierenden Information zu trennen;
einer zweiten invers quantisierenden Einheit, um Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten des digitalen akustischen Signals der Frequenzzoneninformation zu addieren, die durch die Demultiplexiereinheit demultiplexiert wurde;
einem zweiten bandkombinierenden Filter, um die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder in dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzo neninformation, die durch die zweite invers quantisierende Einheit erzeugt wurde, zu kombinieren, um ein zweites reproduziertes digitales akustisches Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen; und
eine Residuen bzw. Reste korrigierende Einheit, um das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation, das durch das zweite bandkombinierende Filter erzeugt wurde, gemäß der Zeitzonen korrigierenden Information zu korrigieren, die durch die Demultiplexiereinheit demultiplexiert wurde, um ein korrigiertes akustisches Signal der Zeitzoneninformation abzugeben.
In der obigen Konfiguration wird das erste reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation aus dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation in der ersten quantisierenden Einheit und dem ersten bandkombinierenden Filter erzeugt. Das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation wird auch aus dem gleichen digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation in der zweiten quantisierenden Einheit und dem zweiten bandkombinierenden Filter erzeugt. Falls die Konfiguration der ersten quantisierenden Einheit und des ersten bandkombinierenden Filters die gleiche wie diejenige der zweiten quantisierenden Einheit und des zweiten bandkombinierenden Filters ist, sind daher eine Rundungsverarbeitung und eine Berechnungsgenauigkeit für das erste reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation die gleichen wie diejenigen für das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation, und das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation stimmt mit dem ersten reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation überein.
Da das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation gemäß der Zeitzonen korrigierenden Information korrigiert wird, stimmt demgemäß das korrigierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation perfekt mit dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation überein, das als das ursprüngliche Signal eingespeist wurde.
Die vorliegende Erfindung liefert ferner noch ein Verfahren zum Codieren akustischer Signale mit den Schritten, bei denen:
ein digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation als ursprüngliches Signal empfangen wird;
das digitale akustische Signal einer Zeitzoneninformation in ein oder mehrere Stücke von Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbandbändern geteilt wird, um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern;
die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder kombiniert werden, um ein bandkombiniertes Signal als reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen;
ein aus Stücken von Residuendaten bzw. Restdaten bestehendes Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation, das als das ursprüngliche Signal empfangen wurde, und dem reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation als Zeitzonen korrigierende Information erzeugt wird;
ein Stück Puls- bzw. Impulsdaten gemäß dem Restsignal erzeugt wird, um einen Restwert eines Stücks von Restdaten des Restsignals sich einem Durchschnittswert der Restwerte annähern zu lassen, falls die Impulsda ten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation addiert werden, um das Restsignal wieder zu erzeugen;
die Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation addiert werden, um ein eingestelltes digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformationen aus dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen, aus dem eingestellten digitalen akustischen Signal einer Frequenzzoneninformation ein eingestelltes reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation erzeugt wird, und aus dem eingestellten reproduzierten digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation als eingestellte Zeitzonen korrigierende Information ein eingestelltes Restsignal erzeugt wird; und
das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation und die eingestellte Zeitzonen korrigierende Information multiplexiert werden, um als Ausgangssignal einen Bitstrom zu erzeugen.
In den obigen Schritten wird ein Stück Impulsdaten erzeugt, um einen Residuenwert bzw. Restwert eines Stücks bestimmter Restdaten des Restsignals sich einem durchschnittlichen Wert der Restwerte annähern zu lassen, falls das Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation erzeugt wird, wozu die Impulsdaten addiert werden; und die Impulsdaten werden zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation addiert. Daher wird ein eingestelltes Restsignal, in welchem ein Restwert des Stücks bestimmter Restdaten sich einem durchschnittlichen Wert der Stücke von Restdaten annähert, als eingestellte Zeitzonen korrigierende Information erzeugt.
Da die Restwerte der Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals sich dem durchschnittlichen Wert annähern, kann demgemäß das einge stellte Restsignal effizient codiert werden, um ein Volumen an codierter Information des eingestellten Restsignals zu reduzieren. Wenn das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation und die eingestellte Zeitzonen korrigierende Information multiplexiert werden, um einen Bitstrom als Ausgangssignal zu erzeugen, kann daher ein Gesamtumfang an codierter Information im Ausgangssignal unter der Bedingung reduziert werden, dass ein akustisches Signal effizient codiert wird, während Reversibilität perfekt bewahrt wird.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung noch eine Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale, mit:
einem bandteilenden Filter, um ein als ein ursprüngliches Signal geliefertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation in ein oder mehr Stücke von Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbändern zu teilen, um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern;
einer Maximalwerte auswählenden Einheit, um einen maximalen Wert unter den Stücken von Teilbanddaten, die durch das bandteilende Filter geteilt wurden, für jedes der Teilbänder auszuwählen,
einer Bits zuordnende Informationen erzeugenden Einheit, um eine Bits zuordnende Information zu erzeugen, die die Anzahl von Bits angibt, die den Stücken von Teilbanddaten gemäß dem durch die Maximalwerte auswählende Einheit ausgewählten maximalen Wert für jedes der Teilbänder zugeordnet werden;
einer quantisierenden Einheit, um die Anzahl von Bits, die in jedem Stück von Teilbanddaten, die durch das bandteilende Filter geteilt wurden, verwendet werden, um eine reduzierende Anzahl Nr gemäß der durch die Bits zuordnenden Informationen erzeugende Einheit erzeugten Bits zu ordnenden Information zu reduzieren, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation zu erzeugen, die aus den Stücken von Teilbanddaten besteht, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Anzahl Nr für jedes der Teilbänder reduziert ist;
einer invers quantisierenden Einheit, um Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten zu addieren, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Anzahl Nr durch die quantisierende Einheit reduziert ist;
einem bandkombinierenden Filter, um die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder zu kombinieren, die durch die invers quantisierende Einheit erzeugt wurden, um ein bandkombiniertes Signal als ein reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen;
einer Restsignale erzeugenden Einheit, um ein Restsignal, das aus Stücken von Restdaten besteht, aus dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation und dem reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen, das durch das bandkombinierende Filter erzeugt wurde;
einer Puls- bzw. Impulsdaten erzeugenden Einheit, um ein Stück Impulsdaten gemäß dem durch die Restsignale erzeugende Einheit erzeugten Restsignal zu erzeugen, um den Restwert eines Stücks von Restdaten des Restsignals sich einem durchschnittlichen Wert der Restwerte annähern zu lassen, falls die Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation addiert werden, um das Restsignal wieder zu erzeugen;
einer akustische Signale einstellenden Einheit, um die durch die Impulsdaten erzeugende Einheit erzeugten Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation zu addieren, um ein eingestelltes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen, und ein eingestelltes Restsignal aus dem eingestellten reproduzierten digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation als eingestellte Zeitzonen korrigierende Information in der Restsignale erzeugenden Einheit durch das bandteilende Filter, die quantisierende Einheit, die invers quantisierende Einheit und das bandkombinierende Filter zu erzeugen; und
einer Multiplexiereinheit, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation, das durch die quantisierende Einheit erzeugt wurde, und die eingestellte Zeitzonen korrigierende Information, die durch die Residuen- bzw. Restsignale erzeugende Einheit erzeugt wurde, zu multiplexieren, um einen Bitstrom als Ausgangssignal zu erzeugen.
In der obigen Konfiguration wird, nachdem ein Residuen- bzw. Restsignal in der Restsignale erzeugenden Einheit erzeugt ist, ein Stück Impulsdaten in der Impulsdaten erzeugenden Einheit erzeugt, um einen Residuen- bzw. Restwert eines Stücks bestimmter Restdaten des Restsignals sich einem durchschnittlichen Wert der Restwerte annähern zu lassen, falls das Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation erzeugt wird, wozu die Impulsdaten addiert sind, und die Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation durch die akustische Signale einstellende Einheit addiert werden. Daher wird ein eingestelltes Restsignal, worin sich ein Restwert des Stücks bestimmter Restdaten einem durchschnittlichen Wert der Stücke von Restdaten annähert, als eingestellte Zeitzonen korrigierende Information in der akustische Signale einstellenden Einheit erzeugt.
Demgemäß kann das eingestellte Restsignal effizient codiert werden, um ein Volumen an codierter Information des eingestellten Restsignals zu reduzieren.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlicher werden, in denen:
1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Beziehung zwischen einer zulässigen Bitzuordnungszahl, die durch einen Bitzahlencode angegeben wird, und einem maximalen Wert M unter den Stücken von Teilbanddaten für jedes Teilband darstellt;
3 eine Beziehung zwischen einer Blockbitbreite, die durch einen Bitzahlencode angegeben ist, und einem maximalen Wert M unter mehreren Abtastungen in einem Restsignal darstellt;
4 ein Flussdiagramm ist, das eine Operation in der in 1 gezeigten Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale zeigt;
5 ein Beispiel einer Bits reduzierenden Operation ist, die für jedes Stück von Teilbanddaten durchgeführt wird;
6 ein Blockdiagramm eines in einem in 1 gezeigten bandkombinierenden Filter verwendeten Digitalsignalprozessors ist;
7(a)–7(d) eine inhärente Verzögerung in jedem eines bandteilenden Filters und eines bandkombinierenden Filters, die in 1 dargestellt sind, zeigen;
8 ein Beispiel eines von der in 1 gezeigten Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale ausgegebenen Bitstroms zeigt;
9 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Decodieren akustischer Signale gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
10 ein Flussdiagramm einer Operation zum Decodieren akustischer Signale ist, die in der in 9 dargestellten Vorrichtung zum Decodieren akustischer Signale ausgeführt wird;
11 eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Berechnungsfehlern von N Abtastungen gemäß einer statistischen Wahrscheinlichkeitstheorie zeigt;
12 eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Berechnungsfehlern in Fällen zeigt, in denen die Addition N-mal wiederholt wird,
13A Stücke von Restdaten eines Restsignals mit verschiedenen Amplitudenwerten als Beispiel zeigt;
13B Stücke reproduzierter Impulsdaten zeigt, die aus einem Stück Impulsdaten und Rauschen bestehen;
13C ein eingestelltes Restsignal zeigt, das durch Überdecken des in 13A gezeigten Restsignals mit den in 13B gezeigten reproduzierten Impulsdaten erhalten wird;
14A ein Stück Impulsdaten zeigt, deren Impulswerte nicht invertiert sind;
14B die Impulsdaten und um die Impulsdaten vorliegendes Rauschen zeigt, das durch Reproduzieren der Impulsdaten erhalten wird;
15 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Codieren digitaler akustischer Signale gemäß einer Ausführungsform eines zweiten Konzepts der vorliegenden Erfindung ist;
16 ein Flussdiagramm ist, das eine Codieroperation zeigt, die in der in 15 dargestellten Vorrichtung zum Codieren digitaler akustischer Signale durchgeführt wird;
17 ein Blockdiagramm einer Impulsdaten erzeugenden Einheit ist, die in 15 dargestellt ist;
18 eine Beziehung zwischen einer durchschnittlichen Amplitude von Stücken von Restdaten und einer Ziel-Bitzuordnungszahl Nt darstellt; und
19 ein Verfahren zum Bestimmen eines absoluten Amplitudenwertes eines Stücks Impulsdaten aus der Ziel-Bitzuordnungszahl Nt und eines absoluten Werts eines Stücks bestimmter Restdaten zeigt, der höher als ein durch Nt Bits ausgedrückter maximaler Wert ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale und eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Decodieren akustischer Signale werden mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Vorrichtung 11 zum Codieren akustischer Signale eine Frequenzzoneninformationen erzeugende Einheit 12, um mehrere Frames digitaler akustischer Signale Frame für Frame zu empfangen und aus dem aktuellen Frame eines digitalen akustischen Signals Sin (oder eines ursprünglichen akustischen Signals Sin) eine Frequenzzoneninformation zu erzeugen, eine Zeitzoneninformationen erzeugende Einheit 13, um aus dem aktuellen Frame eines digitalen akustischen Signals Sin und der Frequenzzoneninformation eine Zeitzonen korrigierende Information zu erzeugen, und eine Multiplexiereinheit 14, um die Frequenzzoneninformation und die Zeitzonen korrigierende Information zu multiplexieren.
Die Frequenzzoneninformationen erzeugende Einheit 12 umfasst ein bandteilendes Filter 15, um mehrere Abtastungen, die im aktuellen Frame eines digitalen akustischen Signals Sin enthalten sind, in mehrere Teilbandgruppen zu teilen und eines oder mehrere Stücke von Teilbanddaten für jedes der Teilbänder auszugeben, eine Maximalwerte auswählende Einheit 16, um einen Maximalwert S unter Energiewerten (oder Amplitudenwerten) der Stücke von Teilbanddaten auszuwählen, die vom bandteilenden Filter 15 für jedes der Teilbänder geliefert werden, eine Bitzahlen bestimmende Einheit 17, um eine zulässige Bitzuordnungszahl in jedem der Stücke von Teilbanddaten gemäß der maximalen Zahl S zu bestimmen, und eine Quantisiereinheit 18, um die Stücke von Teilbanddaten, die vom bandteilenden Filter 15 ausgegeben werden, durch Reduzieren der Anzahl von Bits, die jedem der Stücke von Teilbanddaten zugeordnet werden, auf die zulässige Bitzuordnungszahl für jedes der Teilbänder zu quantisieren und Stücke quantisierter Daten als die Frequenzzoneninformation zu erzeugen.
Die Zeitzoneninformation erzeugende Einheit 13 umfasst eine invers quantisierende Einheit 19, um die Stücke quantisierter Daten, die von der quantisierenden hinheit r übertragen werden, für jedes Teilband invers zu quantisieren, ein bandkombinierendes Filter 20, um Stücke invers quantisierter Daten, die in der invers quantisierenden Einheit 19 erhalten wurden, zu kombinieren, eine Verzögerungseinheit 21, um den aktuellen Frame eines digitalen akustischen Signals Sin um eine vorbestimmte Verzögerungszeit zu vergrößern, und eine Residuen bzw. Reste berechnende Einheit 22, um ein Residuen- bzw. Restsignal aus einer Differenz zwischen dem aktuellen Frame eines digitalen akustischen Signals Sin, das durch die Verzögerungseinheit 21 verzögert wurde, und einem bandkombinierten Signal, das im bandkombinierenden Filter 20 erhalten wurde, als die Zeitzonen korrigierende Information zu berechnen.
Mehrere Frames digitaler akustischer Signale Sin werden Frame für Frame in die erzeugenden Einheiten 12 und 13 eingegeben. In dieser Ausführungsform weist jedes Frame eines digitalen akustischen Signals Sin zum Beispiel 512 Abtastungen pro Kanal auf, und eine Bandteilungsbreite im bandteilenden Filter 15 ist so festgelegt, um jeden Frame eines digitalen akustischen Signals in 32 Bänder zu teilen.
Die Genauigkeit eines niedrigstwertigen Bit ist auf eine beliebige Bitbreite festgelegt. In dieser Ausführungsform ist eine feste Quantisierungsgenauigkeit von 16 Bits übernommen, und eine niedrigere Information als die feste Quantisierungsgenauigkeit von 16 Bits wird abgerundet, um die Information an einem oberen Bit widerzuspiegeln (16. Bit, äquivalent einem niedrigstwertigen Bit). Eine Bitzuordnungsinformation einer Frequenzzone drückt mehrere Bitzahlencodes aus, die von 0 bis 16 reichen, indem 4 Bits für die Bitzuordnungsinformation genutzt werden, und eine Bitzuordnungsinformation einer Zeitzone drückt mehrere Bitzahlencodes aus, die von 0 bis 8 reichen, indem 3 Bits für die Bitzuordnungsinformation genutzt werden. Der Bitzahlencode gibt die Anzahl von Bits an, die jedem der Stücke quantisierter Daten zugeordnet werden dürfen, die als die Frequenzzoneninformation in der quantisierenden Einheit 18 erzeugt werden.
Eine Bitzuordnungsbreite der Zeitzone ist hier durch das bandkombinierende Filter 20 bestimmt. Das heißt, die Bitzuordnungsbreite hängt von der Anzahl von Multiplikationsoperationen ab, die im bandteilenden Filter 20 durchgeführt werden. Falls ein schlechtester Wert einer Summe von Berechnungsfehlern im bandkombinierenden Filter 20 innerhalb der Zeit zuordnenden Bitbreite liegt, ist eine endgültige Quantisierungsgenauigkeit durch die Bitzuordnungsbreite der Frequenzzone garantiert. In dieser Ausführungsform ist die Quantisierungsgenauigkeit von 16 Bits garantiert, da eine Bitzuordnungsinformation der Zeitzone mehrere Bitzahlencodes durch Verwenden von 3 Bits ausdrückt. Falls eine Bitzuordnungsbreite durch 4 Bits ausgedrückt wird, kann auch das digitale akustische Signal Sin mit einer Quantisierungsgenauigkeit von 24 Bits reversibel komprimiert werden. In diesem Fall ist es jedoch, da die Zeitzoneninformation vergrößert ist und eine Codiergenauigkeit sich verschlechtert, erforderlich, dass ein Verhältnis des digitalen akustischen Signals Sin der Zeitzoneninformation und des digitalen akustischen Signals Sin der Frequenzzoneninformation geeignet festgelegt wird.
Eine zulässige Bitzuordnungszahl, die für das digitale akustische Signal Sin der Frequenzzoneninformation in der quantisierenden Einheit 18 verwendet wird, ist in 2 dargestellt, die eine Beziehung zwischen einem Bitzahlencode, der die zulässige Bitzuordnungszahl angibt, und einem maximalen Wert M unter Energiewerten der Stücke von Teilbanddaten für jedes Teilband aufgelistet ist. Eine zulässige Bitzuordnungszahl, die für ein Residuen- bzw. Restsignal in der Reste berechnenden Einheit 22 verwendet wird, ist ebenfalls in 3 dargestellt, in der eine Beziehung zwischen einer Blockbitbreite (die eine zulässige Bitzahl in jeder Abtastung des Restsignals bezeichnet) und einem maximalen Wert M unter Werten von mehreren Abtastungen in dem Restsignal aufgelistet ist. In 2 und 3 ist keine Bitzuordnung durch den Bitzahlencode "0" festgelegt. In Fällen, in denen eine Bitzuordnungsinformation eine zulässige Bitzuordnungszahl angibt, wird die zulässige Bitzuordnungszahl durch die Bitzahlencodes festgelegt, die von 2 bis zu einer maximalen Zahl (16 oder 8) reichen.
Mit Verweis auf 4 wird eine Operation in der Vorrichtung 11 zur Codierung von akustischen Signalen beschrieben.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Operation der Vorrichtung 11 zum Codieren akustischer Signale zeigt.
Ein aktueller Frame eines digitalen akustischen Signals Sin (oder ursprünglichen Signals), das eine Information in einer Zeitzone bezeichnet, wird an das bandteilende Filter 15 und die Verzögerungseinheit 21 geliefert. Im bandteilenden Filter 15 wird das digitale akustische Signal Sin der Zeitzoneninformation zu einem digitalen akustischen Signal entwickelt, das eine Information in einer Frequenzzone bezeichnet (Schritt S101). Das heißt, mehrere Abtastungen des digitalen akustischen Signals Sin werden in dem bandteilenden Filter 15 gleichmäßig in 32 Teilbänder geteilt, und eine Teilbandbreite wird wie folgt festgelegt. W = (Abtastfrequenz*0,5)/32(Hz)
In diesem Fall ist eine Genauigkeit von vom bandteilenden Filter 15 ausgegebenen Teilbanddaten die feste Quantisierungsgenauigkeit von 16 Bits, die der vorher beschriebenen Genauigkeit des niedrigstwertigen Bit äquivalent ist.
Ein Filter wie z. B. eine diskrete Cosinustransformation (DCT), in der eine orthogonale Umwandlung durchgeführt wird, ein Teilbandfilter, in welchem ein Prinzip eines Filters genutzt wird, wird eine Wavelet-Transformation, in der ein Signal in mehrere Basiswellenformen geteilt und ausgedrückt wird, und eine Fourier-Transformation, die als ein repräsentatives Verfahren einer Frequenzumwandlung bekannt ist, werden für das bandteilende Filter 15 und das bandkombinierende Filter 20 verwendet. In der vorliegenden Erfindung ist es, da zusätzlich zur Frequenzzoneninformation die Zeitzoneninformation genutzt wird, wenn ein ursprüngliches akustisches Signal in den Filtern 15 und 20 verarbeitet wird, um ein verarbeitetes Signal zu erhalten, auch nicht erforderlich, dass das verarbeitete Signal perfekt mit dem ursprünglichen akustischen Signal übereinstimmt, so dass jedes beliebigen der frequenzumwandelnden Verfahren genutzt werden kann. In dieser Ausführungsform wird ein Teilbandfilter (oder ein Polyphasenfilter) mit 512 Abgriffen (engl. taps) genutzt. Eine Verzögerungszeit, die wegen der Teilung und Kombination, die in den Filtern 15 und 20 durchgeführt werden, auftritt, ist einer Übertragungsperiode für 480 Abtastungen äquivalent.
Das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation, das im bandteilenden Filter 15 gleichmäßig geteilt wird, wird danach an die Maximalwerte auswählende Einheit 16 und die quantisierende Einheit 18 geliefert.
In der Maximalwerte auswählenden Einheit 16 werden 16 (= 512/32) Stücke von Teilbanddaten für jedes der 32 Teilbänder empfangen, werden Absolutwerte der 16 Stücke für Teilbanddaten miteinander verglichen, wird ein Stück bestimmter Teilbanddaten mit einem maximalen absoluten Wert ausgewählt, und die bestimmten Teilbanddaten mit einem Maximalwert S werden für jedes der 32 Teilbänder ausgegeben (Schritt S102).
Danach wird der Maximalwert S der bestimmten Teilbanddaten, der von der Maximalwerte auswählenden Einheit 16 ausgegeben wurde, für jedes der 32 Teilbänder an die Bitzahlen bestimmende Einheit 17 geliefert. In der Bitzahlen bestimmenden Einheit 17 wird eine zulässige Bitzuordnungszahl in jedem Stück Teilbanddaten aus dem maximalen Wert S für jedes Teilband bestimmt, während auf die Beziehung zwischen einer zulässigen Bitordnungszahl in jedem von Stücken von Teilbanddaten des digitalen akustischen Signals Sin und einem maximalen Wert M unter den Stücken von Teilbanddaten in 2 Bezug genommen wird (Schritt S103). In diesem Fall wird die zulässige Bitzuordnungszahl für jedes Teilband zu einer minimalen Bitzahl bestimmt, die erforderlich ist, um die bestimmten Teilbanddaten (oder eine maximalwertige Abtastung) durch einen Zweierkomplementausdruck auszudrücken.
In der quantisierenden Einheit 18 wird die Zahl von Bits in jedem der Stücke von Teilbanddaten des digitalen akustischen Signals Sin der Frequenzzoneninformation, das vom bandteilenden Filter 15 geliefert wird, auf die zulässige Bitzuordnungszahl gemäß der Bitzuordnungsinformation reduziert, die von der Bitzahlen bestimmenden Einheit 17 geliefert wurde (Schritt S104). In dieser Bitzahlen reduzierenden Operation werden obere Bits jedes Stücks von Teilbanddaten mit Ausnahme eines Vorzeichenbit, das an der obersten Position platziert ist, entfernt. Die Anzahl entfernter oberer Bits ist gleich (16 – die zulässige Bitzuordnungszahl), und die zulässige Bitzuordnungszahl ist in 2 aufgelistet. Ein Beispiel einer für jedes Stück Teilbanddaten durchgeführten, Bits reduzierenden Operation ist in 5 dargestellt.
Wie in 5 gezeigt ist, beträgt in Fällen, in denen Werte mehrerer Stücke von Teilbanddaten, die gemäß einer Dezimalnotation ausgedrückt sind, 6, 31, 84, ---, –94, ---, 54 sind, ein Maximalwert S –94, und die zulässige Bitzuordnungszahl, die durch die Bitzuordnungsinformation angegeben wird, ist gemäß der in 2 gezeigten Beziehung auf 8 Bits festgelegt. Daher werden 8 obere Bits mit Ausnahme eines Vorzeichenbit als entfernte Bits aus jedem Stück Teilbanddaten mit 16 Bits gemäß einer Binärnotation entfernt, und jedes von Stücken quantisierter Daten, die jeweils aus dem Vorzeichenbit und 7 unteren Bits eines Stücks Teilbanddaten bestehen, werden zu der invers quantisierenden Einheit 19 übertragen. In diesem Fall ist der Binärwert jedes reduzierten Bit gleich demjenigen des Vorzeichenbit. Falls die Anzahl Nr reduzierter Bits aus der Bitzuordnungsinformation erhalten wird und Nr Stücke von Bits mit dem gleichen Binärwert wie demjenigen des Vorzeichenbit zu jedem Stück quantisierter Daten als obere Bits in einer in der invers quantisierenden Einheit 19 durchgeführten inversen Quantisierung addiert werden, können die Stücke von Teilbanddaten reproduziert werden.
Die Stücke quantisierter Daten und die Stücke einer Bitzuordnungsinformation werden danach zu der Multiplexiereinheit 14 übertragen. Die Stücke quantisierter Daten und die Stücke einer Bitzuordnungsinformation werden auch zu der invers quantisierenden Einheit 19 übertragen.
In der invers quantisierenden Einheit 19 wird die Anzahl Nr = (16 – Zahl zugeordneter Bits) reduzierter Bits aus der Bitzuordnungsinformation erhalten, und Nr Bits mit dem gleichen Binärwert wie demjenigen des Vorzeichenbit werden zu jedem Stück quantisierter Daten als obere Bits addiert (Schritt S105), um ein Stück invers quantisierender Daten für jedes Teilband zu erzeugen. Da keine arithmetische Operation in der quantisierenden Einheit 18 oder der invers quantisierenden Einheit 19 durchgeführt wird, wird demgemäß keine Rundungsoperation durchgeführt, so dass kein Quantisierungsfehler auftritt.
Die Stücke invers quantisierter Daten mit der gleichen Genauigkeit des niedrigstwertigen Bit (in dieser Ausführungsform der festen Quantisierungsgenauigkeit von 16 Bits) werden danach an das bandkombinierende Filter 20 geliefert, und die Stücke invers quantisierter Daten werden miteinander kombiniert und in ein bandkombiniertes Signal einer Zeitzoneninformation umgewandelt (Schritt S106). Im bandkombinierenden Filter 20 wird ein bandkombinierender Prozess unter der Bedingung durchgeführt, dass eine Berechnungsgenauigkeit, eine Filterkoeffizientengenauigkeit und. eine Rundungsoperation für Daten zwischen der Berechnung und der Datenausgabe aus einer Ausgangsstufe die gleichen wie diejenigen in einem bandkombinierenden Filter einer Vorrichtung zum Decodieren akustischer Signale sind.
Im allgemeinen wird oft ein Digitalsignalprozessor für eine Operation mit digitalen akustischen Signalen genutzt. Daher wird der im bandkombinie renden Filter 20 durchgeführte bandkombinierende Prozess unter der Bedingung beschrieben, dass das bandkombinierende Filter 20 den Digitalsignalprozessor aufweist.
6 ist ein Blockdiagramm eines im bandkombinierenden Filter 20 verwendeten Digitalsignalprozessors. Im Digitalsignalprozessor wird z. B. eine Festpunktdarstellung mit 16 Bit*16 Bit verwendet, und eine interne Berechnungsgenauigkeit und eine Datenbreite in einem Speicher sind auf 16 Bits festgelegt.
In dem bandteilenden und -kombinierenden Prozess, der in einem Teilbandfilter durchgeführt wird, werden Daten gemäß einer arithmetischen Produkt-Summe-Operation umgewandelt. Das bandteilende Filter 15 besteht daher aus einem Multiplizierer, einem Addierer und Registern, die in Eingangs- und Ausgangsstufen platziert sind, und jene Elemente sind mit Speichern, um verschiedene Koeffizienten zu speichern, die für verschiedene Berechnungen erforderlich sind, Speichern, um Zwischendaten zu speichern, einem Eingabebus und einem Ausgabebus verbunden.
Wie in 6 gezeigt ist, werden die Stücke invers quantisierter Daten in einem (nicht dargestellten) Speicher mit einer 16-Bit-Genauigkeit vorübergehend gespeichert und nacheinander über einen 16-Bit-Eingabebus in einem Multiplizierer 31 eingegeben. Stücke von Filterkoeffizientendaten werden ebenfalls vorübergehend in einem (nicht dargestellten) Koeffizientenspeicher mit einer 16-Bit-Genauigkeit gespeichert und nacheinander über einen anderen 16-Bit-Eingabebus in einen Multiplizierer 31 eingegeben. Im Multiplizierer 31 wird jedes Stück invers quantisierter Daten mit einem Stück entsprechender Filterkoeffizientendaten multipli ziert, und Stücke von multiplizierten 32-Bit-Daten werden nacheinander über einen 32-Bit-Datenbus an einen Addierer 32 ausgegeben. Im Addierer 32 wird ein Stück Daten mit (32 + α) Bits behandelt. Die a Bits bezeichnen obere erweiterte Bits. Eine Ausgabe des Addierers 32 wird über einen anderen 32-Bit-Datenbus vorübergehend in einem Register 33 gespeichert, die Ausgabe des Addierers 32 und ein Stück nächster multiplizierter Daten, die vom Multiplizierer 31 ausgegeben werden, werden im Addierer 32 miteinander addiert, und die Ausgabe des Addierers 32 wird im Register 33 gespeichert. Eine arithmetische Produkt-Summe-Operation einer ersten Stufe, die in dem Addierer 32 und dem Register 33 durchgeführt wird, wird wiederholt, bis alle Stücke invers quantisierter Daten in den Multiplizierer 31 und den Addierer 32 eingegeben sind.
Wenn eine arithmetischen Produkt-Summe-Operationen der ersten Stufe beendet ist, wird ein Stück summierter 32-Bit-Daten mit einer 32-Bit-Genauigkeit vom Addierer 32 zu einem Register 34 übertragen. Im Register 34 werden die summierten 32-Bit-Daten gerundet, um ein Stück arithmetischer 16-Bit-Daten mit einer 16-Bit-Genauigkeit zu erhalten, und jedes der Stücke von arithmetischen 16-Bit-Daten wird in einem (nicht dargestellten) arithmetischen Speicher vorübergehend gespeichert und an den Multiplizierer 31 ausgegeben, um eine arithmetische Produkt-Summe-Operation einer zweiten Stufe durchzuführen. Wenn die arithmetische Produkt-Summe-Operation für jedes der Stücke arithmetischer 16-Bit-Daten beendet ist, wird ein bandkombiniertes Signal mit einer 16-Bit-Genauigkeit vom Register 34 als Daten einer Zeitzoneninformation an die Reste berechnende Einheit 22 ausgegeben.
Da Eingabedaten mit der 16-Bit-Genauigkeit im Multiplizierer 31 in Ausgabedaten mit der 32-Bit-Genauigkeit umgewandelt werden, tritt in diesem Fall kein Berechnungsfehler auf. Da die oberen erweiterten Bits im Addierer 32 präpariert werden, reicht auch die Anzahl von Bits in einer integralen Zone von im Addierer 32 verarbeiteten Daten aus. Daher tritt im Addierer 32 kein Überlauf oder Unterlauf auf. Da eine Rundungsoperation durchgeführt wird, wenn die Daten in dem Speicher gespeichert werden und das bandkombinierte Signal erhalten wird, werden auch keine übermäßigen Berechnungsfehler akkumuliert.
Nachdem im bandkombinierenden Filter 20 die bandkombinierende Operation durchgeführt ist, wird das bandkombinierte Signal der Zeitzoneninformation, das vom bandkombinierenden Filter 20 abgegeben wird, in die Residuen bzw. Reste berechnende Einheit 22 als ein reproduziertes digitales akustisches Signal eingespeist, und das digitale akustische Signal (oder ursprüngliche akustische Signal), das in der Verzögerungseinheit 21 verzögert wird, wird in die Restberechnungseinheit 22 eingespeist. In der Restberechnungseinheit 22 wird der in der bandteilenden Einheit 15 und der bandkombinierenden Einheit 20 auftretende Berechnungsfehler erhalten, indem eine Differenz zwischen dem reproduzierten digitalen akustischen Signal und dem digitalen akustischen Signal Sin der Zeitzoneninformation berechnet wird, und der Berechnungsfehler wird als ein Residuen- bzw. Restsignal ausgegeben (Schritt S107).
Das Restsignal wird hier als ein Block von 16 Abtastungen behandelt, und eine minimale Bitzahl, die erforderlich ist, um einen Maximalwert M in den 16 Abtastungen des Blocks auszudrücken, wird als Blockbitbreite bezeichnet, und die Blockbitbreite wird durch einen Bitzahlencode ausge drückt, der unter Verwendung von 3 Bits ausgedrückt wird. Eine Beziehung zwischen der Blockbitbreite und der maximalen Zahl M im Residuen- bzw. Restsignal ist in 3 dargestellt. Wie in 3 gezeigt ist, wird die Blockbitbreite in jeder Abtastung gemäß dem maximalen Wert M bestimmt.
Da das reproduzierte akustische Signal, das durch das bandteilende Filter 15 und das bandkombinierende Filter 20 durchgeht, gemäß einer inhärenten Verzögerung von jedem der Filter 15 und 20 verzögert wird, wird auch das ursprüngliche akustische Signal in der Verzögerungseinheit 21 verzögert (Schritt S108). Daher werden das ursprüngliche akustische Signal und das reproduzierte akustische Signal, das aus dem gleichen ursprünglichen akustischen Signal erzeugt wurde, gleichzeitig an die Residuen bzw. Reste berechnende Einheit 22 geliefert. Die inhärente Verzögerung von jedem der Filter 15 und 20 wird mit Verweis auf 7(a) bis 7(d) kurz beschrieben.
Wenn mehrere Frames digitaler akustischer Signale (oder ursprünglicher akustischer Signale) Sin der Zeitzoneninformation Frame für Frame an das bandteilende Filter 15 geliefert werden, wie in 7(a) gezeigt ist, werden 16 Abtastungen eines aktuellen Frame eines ursprünglichen akustischen Signals für jedes von 32 Teilbändern nacheinander im bandteilenden Filter 15 gespeichert, während die Abtastungen, die vorher im bandteilenden Filter 15 gespeichert wurden, verschoben werden. Das heißt, 32 Abtastungen der 32 Teilbänder werden in dem bandteilenden Filter 15 zu jeder Abtastzeit gespeichert, während jede Gruppe aus 32 Abtastungen, die vorher gespeichert wurden, verschoben wird, und eine Gruppe von 32 Stücken von Teilbanddaten wird zu jeder Abtastzeit er zeugt (7(b)). Jede Gruppe von 32 Stücken von Teilbanddaten wird danach im bandkombinierenden Filter 20 zu jeder Abtastzeit gespeichert, während jede Gruppe von 32 Stücken von Teilbanddaten, die vorher gespeichert wurden, verschoben wird, und eine Gruppe aus 32 Ausgangssignalen (oder ein reproduziertes akustisches Signal der Zeitzoneninformation) wird in der bandkombinierenden Einheit 20 zu jeder Abtastzeit erzeugt (7(c)). In diesem Fall ist die Verzögerung, die in einer Reihe von Operationen auftritt, die in dem bandteilenden Filter 15 und dem bandkombinierenden Filter 20 durchgeführt werden, 480 Abtastungen (512–32) äquivalent, und das um eine Zeit von 480 Abtastungen verzögerte reproduzierte akustische Signal wird an die Restberechnungseinheit 22 abgegeben. Danach wird das ursprüngliche akustische Signal in der Verzögerungseinheit 21 um eine Zeit von 480 Abtastungen verzögert, um die inhärente Verzögerung jedes der Filter 15 und 20 aufzuheben ( 7(d)), und das Restsignal kann aus dem reproduzierten akustischen Signal und dem ursprünglichen akustischen Signal berechnet werden.
In der Multiplexiereinheit 14 werden danach ein Frame-Synchronisierungswort, verschiedene Moden und Ergänzungsinformationen, Ergänzungsinformationen für ein Frequenzzonensignal (frequenzzonenseitige Information), eine Ergänzungsinformation für ein Zeitzonensignal (zeitzonenseitige Information) und dergleichen codiert und zu den Stücken quantisierter Daten addiert, die dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation äquivalent sind (Frequenzzonendaten genannt), worin die Anzahl von Bits reduziert wird, die von der quantisierenden Einheit 12 geliefert wird, und dem Restsignal (zeitzonenkorrigierende Daten genannt), das von der Residuen bzw. Reste berechnenden Einheit 22 geliefert wird, und ein Frame eines Bitstroms, dargestellt in 8, wird erzeugt (Schritt S109).
Da die quantisierten Daten, die dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation äquivalent sind, und das Restsignal im Frame eines Bitstroms multiplexiert werden, kann demgemäß eine Verzögerungszeit, die in den quantisierten Daten auftritt, wenn die quantisierten Daten in einer Decodieroperation bandkombiniert werden, um das digitale akustische Signal der Zeitzonen zu reproduzieren, verringert werden.
Als nächstes wird eine Ausführungsform eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Decodieren akustischer Signale beschrieben.
9 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Decodieren akustischer Signale gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 10 ist ein Flussdiagramm einer Operation zum Decodieren akustischer Signale, die in der in 9 gezeigten Vorrichtung zum Decodieren akustischer Signale durchgeführt wird.
Wie in 9 gezeigt ist, umfasst eine Vorrichtung 41 zum Decodieren akustischer Signale eine Demultiplexiereinheit 42, um das Frame-Synchronisierungswort, die verschiedenen Moden, die Ergänzungsinformation, die Ergänzungsinformation und dergleichen, die im Bitstrom enthalten sind, zu decodieren und ein Frequenzzonensignal, das die Frequenzzonendaten angibt, und ein Zeitzonen korrigierendes Signal, das die Zeitzonen korrigierende Daten angibt, aus dem Bitstrom zu demultiplexieren, eine invers quantisierende Einheit 43 mit der gleichen Konfiguration wie derjenigen der invers quantisierenden Einheit 19, um jedes von Stü cken quantisierter Daten des Frequenzzonensignals invers zu quantisieren, indem mehrere Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit von jedem Stück quantisierter Daten zu einer oberen Stelle jedes Stücks quantisierter Daten addiert werden, ein bandkombinierendes Filter 44 mit der gleichen Konfiguration wie derjenigen des bandkombinierenden Filters 20, um die in die Teilbandgruppen geteilten quantisierten Daten zu kombinieren, um das Frequenzzonensignal in ein Zeitzonensignal umzuwandeln, und eine Residuen bzw. Reste korrigierende Einheit 45, um das Zeitzonensignal gemäß dem in der Demultiplexiereinheit 42 demultiplexierten Zeitzonen korrigierenden Signal zu korrigieren.
Wenn der in der akustischen Signale codierenden Einheit 11 codierte Bitstrom in die Demultiplexiereinheit 42 eingegeben wird, werden in der obigen Konfiguration das Frame-Synchronisierungswort, die verschiedenen Moden, die Ergänzungsinformation, die Ergänzungsinformation und dergleichen, die in dem Bitstrom enthalten sind, decodiert und demultiplexiert, und ein Frequenzzonensignal und ein Zeitzonen korrigierendes Signal im Bitstrom werden voneinander getrennt (Schritt S201). Das Frequenzzonensignal wird an die invers quantisierende Einheit 340 geliefert, und das Zeitzonen korrigierende Signal wird an die Residuen bzw. Reste korrigierende Einheit 45 geliefert.
In der invers quantisierenden Einheit 43 wird die Zahl Nr = (16 – die Zahl zugeordneter Bits) gemäß der Bitzuordnungsinformation für jedes Teilband bestimmt, werden Nr Bits mit dem gleichen Binärwert wie demjenigen jedes Vorzeichenbit von Stücken quantisierter Daten des Frequenzzonensignals zu einer oberen Stelle jedes der Stücke quantisierter Daten addiert, und eine Gruppe von Stücken invers quantisierter Daten des Frequenzzonensignals wird von der invers quantisierenden Einheit 43 für jedes Teilband abgegeben (Schritt 202).
Das von der invers quantisierenden Einheit 43 abgegebene Frequenzzonensignal wird danach an das bandkombinierende Filter 44 geliefert, und das Frequenzzonensignal wird in ein Zeitzonensignal umgewandelt (Schritt S203). Da die für das Frequenzzonensignal in der invers quantisierenden Einheit 43 und dem bandkombinierenden Filter 44 durchgeführte Verarbeitung genau die gleiche wie diejenige in der invers quantisierenden Einheit 19 und dem bandkombinierenden Filter 20 der akustischen Signale codierenden Einheit 11 ist, kann, falls ein im aus dem Frequenzzonensignal in der Decodierverarbeitung der invers quantisierenden Einheit 43 und des bandkombinierenden Filters 44 erzeugten Zeitzonensignal auftretender Fehler gemäß dem Residuen- bzw. Restsignal korrigiert wird, das von der akustischen Signale codierenden Einheit 11 als das Zeitzonensignal geliefert wird, kann in diesem Fall das in der Vorrichtung 41 zum Decodieren akustischer Signale korrigierte Zeitzonensignal mit dem ursprünglichen akustischen Signal Sin übereinstimmen, das in die akustische Signale codierende Einheit 11 eingespeist wurde.
Das Zeitzonen korrigierende Signal (oder das Restsignal), das von der Demultiplexiereinheit 42 geliefert wird, wird deshalb in der Residuen bzw. Reste korrigierenden Einheit 45 zu dem Zeitzonensignal addiert, das vom bandkombinierenden Filter 44 geliefert wird, und ein mit dem ursprünglichen akustischen Signal Sin übereinstimmendes digitales akustisches Signal wird reproduziert (Schritt S204).
In diesem Fall wird eine Verzögerung, die in der im bandkombinierenden Filter 44 durchgeführten bandkombinierenden Verarbeitung auftritt, in der akustischen Signale codierenden Einheit 11 kompensiert, so dass das Restsignal, das als das Zeitzonen korrigierende Signal dient, und das Zeitzonensignal, das in dem bandkombinierenden Filter 44 erhalten wird, an die Residuen bzw. Reste korrigierende Einheit 45 unter der Bedingung geliefert werden, dass das Restsignal und das Zeitzonensignal aus dem gleichen ursprünglichen akustischen Signal Sin erzeugt werden. Da das Restsignal aus dem durch das bandteilende Filter 15 und das bandkombinierende Filter 20 durchgehenden reproduzierten akustischen Signal und dem in der Verzögerungseinheit 21 verzögerten ursprünglichen akustischen Signal Sin erzeugt wird, wird das Restsignal um eine Zeit von 480 Abtastungen verzögert. Da das Frequenzzonensignal nicht durch das bandkombinierende Filter 20 durchgeht, ist jedoch eine Verzögerungszeit für das Frequenzzonensignal geringer als diejenige des Restsignals in der Multiplexiereinheit 14 der Vorrichtung 11 zum Codieren akustischer Signale. Wenn das Frequenzzonensignal in dem bandkombinierenden Filter 44 der Vorrichtung 41 zum Decodieren akustischer Signale verzögert wird, stimmt daher eine Verzögerungszeit für das Frequenzzonensignal mit derjenigen des Restsignals in der Residuen bzw. Reste korrigierenden Einheit 45 überein.
Als Folge kann ein mit dem ursprünglichen akustischen Signal Sin perfekt übereinstimmendes akustisches decodiertes Signal in der Vorrichtung 41 zum Decodieren akustischer Signale zuverlässig reproduziert werden.
Da das digitale akustische Signal Sin in der Frequenzzone behandelt wird, kann demgemäß eine Redundanz, die durch eine Abweichung einer Spekt ralverteilung des digitalen akustischen Signals Sin hervorgerufen wird, ungeachtet der Arten akustischer Signale, die von verschiedenen Audioquellen erzeugt werden, effektiv reduziert werden. Da das in der Restsignale berechnenden Einheit 22 erzeugte Restsignal als die Zeitzonen korrigierende Information genutzt wird, um das im bandkombinierenden Filter 44 erhaltene Zeitzonensignal zu korrigieren, kann auch das digitale akustische Signal Sin zuverlässig reproduziert werden. Obgleich verschiedene Operationen zum genauen Berechnen einer Quantisierungsgenauigkeit eines Frequenzzonensignals, die erforderlich ist, um die Reversibilität zu bewahren, in einem herkömmlichen Codierverfahren erforderlich sind, in welchem kein Signal der Zeitzone behandelt wird, ist daher keine der verschiedenen Operationen in der vorliegenden Erfindung erforderlich.
Als nächstes werden ein Verfahren zum Codieren akustischer Signale und eine Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale gemäß einem zweiten Konzept der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Im zweiten Konzept werden Werte von Stücken von Restdaten des Restsignals so eingestellt, um die Werte von Stücken von Restdaten sich einem durchschnittlichen Wert der Restdaten annähern zu lassen, um das digitale akustische Signal Sin effizient zu codieren. Jedes Stück Restdaten bezeichnet hier eine Differenz zwischen einer Abtastung des digitalen akustischen Signals Sin und einem Stück bandkombinierter Daten, die im in dem bandkombinierenden Filter 20 erzeugten bandkombinierten Signal enthalten sind.
In einem ersten Konzept der vorliegenden Erfindung, das in 1 bis 10 gezeigt ist, werden die Stücke von Restdaten des Restsignals der Zeitzone, das in der Codiervorrichtung 11 codiert wurde, durch Berechnungsfehler hervorgerufen, die in der im bandkombinierenden Filter 20 durchgeführten bandkombinierenden Operation auftreten. In einer statistischen Wahrscheinlichkeitstheorie, wie in 11 gezeigt, sind, falls eine Multiplikation bei einer Quantisierungschrittweite Δ durchgeführt wird, die Berechnungsfehler in einem Bereich von –Δ/2–+Δ/2 gleichmäßig verteilt. Die Addition von Daten, in denen Berechnungsfehler enthalten sind, wird ebenfalls N-mal wiederholt, wie in 12 gezeigt ist, und die in den Daten schließlich enthaltenen Berechnungsfehler sind in einem Bereich von –N Δ/2 bis +N*Δ/2 gemäß einer Normalverteilung verteilt. Die Berechnungsfehler haben keine Beziehung zum digitalen akustischen Signal Sin, und ein Gesamtvolumen des Restsignals ist einem Gesamtvolumen der Berechnungen proportional. In der Informationstheorie hat ein Codierinformationsvolumen, das gemäß einem Shannon-Theorem bestimmt ist, eine obere Grenze, und eine obere Grenze eines Informationsvolumens einer codierten Zeitzoneninformation ist gleich dem Gesamtvolumen des Restsignals.
Falls z. B. die Stücke von Restdaten des Restsignals nahezu den gleichen Amplitudenwert aufweisen und eine Differenz zwischen einem durchschnittlichen Amplitudenwert der Restdaten und einem maximalen zulässigen Amplitudenwert, der durch die Blockbitbreite (die zulässige Bitzuordnungszahl) bestimmt ist, dargestellt in 3, gering ist, nähert sich das gesamte Codierinformationsvolumen einem gesamten Informationsvolumen des Restsignals an, so dass die Codierung effektiv durchgeführt wird.
Falls im Gegensatz dazu ein oder mehr Stücke bestimmter Restdaten mit einem ansehnlich hohen Absolutwert im Restsignal existieren, so dass eine Standardabweichung einer Berechnungsfehlerverteilung vergrößert wird, ist es erforderlich, die Anzahl von Bits, die jedem Stück von Restdaten zugeordnet sind, zu erhöhen, um die Werte der Stücke bestimmter Restdaten auszudrücken. Da in den oberen Bits jedes Stücks anderer Restdaten keine Information enthalten ist, wird in diesem Fall ein Codierinformationsvolumen des Restsignals erheblich höher als dasjenige, das von den Berechnungsfehlern gefordert wird, und ein Informationsvolumen der Zeitzone wird in unerwünschter Weise vergrößert, so dass ein Fall vorliegt, dass die Codierung in der Codiervorrichtung 11 nicht effizient durchgeführt werden kann. Wenn die Anzahl von Additionen, die im bandkombinierenden Filter 20 durchgeführt werden, erhöht wird, wird daher eine Standardabweichung einer Verteilung der Restdaten vergrößert, und eine Codiereffizienz wird verringert.
Um die Codiereffizienz in der Codiervorrichtung 11 zu verbessern, wird bevorzugt, einen maximalen zulässigen Amplitudenwert, der für das Restsignal durch die Blockbitbreite bestimmt ist (die zulässige Bitzuordnungszahl), dargestellt in 3, sich einem durchschnittlichen Amplitudenwert der Stücke von Restdaten im Restsignal annähern zu lassen. Das heißt, selbst wenn der durchschnittliche Amplitudenwert hoch ist, kann, falls der maximale zulässige Amplitudenwert verringert wird, die Zahl von jedem Stück Restdaten zugeordneten Bits reduziert werden, und die Codiereffizienz kann verbessert werden.
Im zweiten Konzept der vorliegenden Erfindung werden daher die Stücke von Restdaten des Restsignals analysiert, um jeden von Werten der Stücke von Restdaten sich einem Durchschnittswert der Stücke Restdaten annähern zu lassen.
Im einzelnen können die Berechnungsfehler, die durch eine Rundung oder dergleichen hervorgerufen werden, nicht vorhergesagt werden, weil unbestimmte Elemente in den Berechnungsfehlern enthalten sind. Unter der Annahme, dass in den Eingabedaten oder Koeffizientendaten, die für die Berechnung erforderlich sind, kein Fehler enthalten ist, werden die Berechnungsfehler hervorgerufen, indem eine Information mit niedriger er Berechnungsgenauigkeit gerundet wird, um die Berechnungsgenauigkeit in einer Multiplikation zu garantieren.
Um die Zeitzonen korrigierende Information effizient zu codieren, wird ein durchschnittlicher Wert von Amplitudenwerten der Stücke von Restdaten berechnet, und die Anzahl von Bits, die jedem Stück Restdaten zugeordnet sind, wird gemäß dem durchschnittlichen Wert bestimmt.
Falls z. B. Stücke von Restdaten eines Restsignals Amplitudenwerte aufweisen, die in 13A dargestellt sind, ist es erforderlich, einem Stück bestimmter Restdaten mit einem maximalen Wert 7 Bits zuzuordnen, um die bestimmten Restdaten auszudrücken. Daher ist es erforderlich, die Anzahl von allen Stücken anderer Restdaten zugeordneten Bits auf 7 (Bits) festzulegen. Falls jedoch der maximale Wert der bestimmten Restdaten verringert wird, um die bestimmten Restdaten durch 6 Bits auszudrücken, kann die Anzahl von Bits, die jedem der Stücke anderer Restdaten zugeordnet werden, auf 6 (Bits) reduziert werden.
Um den maximalen Wert bestimmter Restdaten zu verringern, wird der maximale Wert eingestellt, wird ein Stück von Impulsdaten, von denen ein Impulswert durch Invertieren eines Vorzeichens des eingestellten Maximalwerts erhalten wird, zu einer bestimmten Abtastung des digitalen akustischen Signals Sin addiert, das sich auf die bestimmten Restdaten bezieht, um ein eingestelltes digitales akustisches Signal Sad zu erzeugen, und ein eingestelltes Restsignal wird aus dem eingestelltem digitalen akustischen Signal Sad erzeugt, indem eine Frequenzumwandlung und eine inverse Umwandlung für das eingestellte digitale akustische Signal Sad durchgeführt wird. Das heißt, Stücke reproduzierter Impulsdaten, dargestellt in 13B, werden erhalten, indem die Impulsdaten im bandteilenden Filter 15, der quantisierenden Einheit 18, der invers quantisierenden Einheit 19 und dem bandkombinierenden Filter 20 verarbeitet werden, und ein in 13C dargestelltes eingestelltes Restsignal wird erhalten, indem das in 13A gezeigte Restsignal mit den in 13B dargestellten reproduzierten Impulsdaten überdeckt wird.
Die Änderung der Impulsdaten in die reproduzierten Impulsdaten wird beschrieben.
Wenn ein Stück Impulsdaten, von denen ein Impulswert nicht invertiert ist, dargestellt in 14A, zur Frequenzzone entwickelt und wieder zur Zeitzone entwickelt wird, wie in 14B gezeigt ist, werden wegen Berechnungsfehler, die durch Dispersion oder Quantisierung hervorgerufen werden, mehrere Rauschsignale um die Lage der Impulsdaten erzeugt. Wenn die Impulsdaten, von denen ein Impulswert durch Invertieren eines Vorzeichens des eingestellten Maximalwerts erhalten wird, zu der bestimmten Abtastung des digitalen akustischen Signals Sin addiert werden und eine Frequenzumwandlung und eine inverse Umwandlung für das eingestellte digitale akustische Signal Sad durchgeführt werden, wird daher das in 13C dargestellte eingestellte Restsignal erhalten. Da Werte der in 14B gezeigten Rauschsignale verglichen mit dem Impulswert der Impulsdaten sehr niedrig sind, wird in diesem Fall kein Einfluss der Werte auf andere Abtastungen des eingestellten digitalen akustischen Signals Sad ausgeübt.
Falls Absolutwerte mehrerer Stücke bestimmter Restdaten erheblich hoch sind, werden auch die Absolutwerte mehrerer Stücke bestimmter Restdaten gemäß einem von zwei Verfahren verringert. In einem ersten Verfahren wird einer der Werte der bestimmten Restdaten jedes Mal verringert, wenn die Addition eines Stücks Impulsdaten zu einer bestimmten Abtastung des digitalen akustischen Signals Sin und die Verarbeitung für das eingestellte digitale akustische Signal Sad durchgeführt werden. Selbst wenn mehrere Stücke bestimmter Restdaten im Restsignal existieren, können daher die Werte der bestimmten Restdaten verringert werden, indem die Erzeugung des in 13C dargestellten eingestellten Restsignals wiederholt wird. In einem zweiten Verfahren wird auch die Anzahl von Bits, die in der Residuen bzw. Reste berechnenden Einheit 22 zugeordnet werden, auf gemäß den Stücken von Restdaten des Restsignals eine bestimmte Bitzahl Nb unter der Bedingung vorher festgelegt, dass die Absolutwerte der Stücke bestimmter Restdaten eine durch Nb Bits ausgedrückte obere Grenze überschreiten, werden mehrere Stücke von Impulsdaten zu mehreren Abtastungen des digitalen akustischen Signals Sin bezogen auf die Stücke bestimmter Restdaten auf einmal addiert, und die Frequenumwandlung und die inverse Umwandlung werden für das eingestellte digitale akustische Signal Sad durchgeführt, um das eingestellte Restsignal zu erzeugen, in welchem die Absolutwerte der Stücke bestimmter Restdaten die obere Grenze nicht überschreiten. In einer folgenden Ausführungsform wird das erste Verfahren übernommen.
15 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Codieren digitaler akustischer Signale gemäß einer Ausführungsform des zweiten Konzepts der vorliegenden Erfindung.
Wie in 15 gezeigt ist, umfasst eine Vorrichtung 51 zum Codieren digitaler akustischer Signale eine akustische Signale einstellende Einheit 52, um mehrere Frames digitaler akustischer Signale Frame für Frame zu empfangen, einen aktuellen Frame eines digitalen akustischen Signals Sin einzustellen, das aus mehreren Abtastungen besteht, indem ein Stück Impulsdaten zu einer bestimmten Abtastung des Signals Sin addiert wird, um ein eingestelltes digitales akustisches Signal Sad zu erzeugen, das eingestellte digitale akustische Signal Sad vorübergehend zu speichern und das eingestellte digitale akustische Signal Sad wiederholt einzustellen, indem ein anderes Stück Impulsdaten zu einer anderen bestimmten Abtastung des eingestellten digitalen akustischen Signals Sad addiert wird, um ein weiteres eingestelltes digitales akustisches Signal Sad neu zu erzeugen, das bandteilende Filter 15, um mehrere Abtastungen, die in dem eingestellten digitalen akustischen Signal Sad enthalten sind, in mehrere Teilbandgruppen zu teilen und eines oder mehrere Stücke von Teilbanddaten für jedes der Teilbänder auszugeben, die Maximalwerte auswählende Einheit 16, die Bitzahlen bestimmende Einheit 17, die quantisierende Einheit 18, die invers quantisierende Einheit 19, das bandkombinierende Filter 20, die Verzögerungseinheit 21, die Residuen bzw. Reste berechnende Einheit 22, um ein Restsignal aus einer Differenz zwischen dem aktuellen Frame eines digitalen akustischen Signals Sin, das durch die Verzögerungseinheit 21 verzögert wurde, und einem bandkombinierenden Signal, das in dem bandkombinierenden Filter 20 erhalten wurde, als die Zeitzonen korrigierende Information anfangs zu berechnen und das eingestellte Restsignal aus der Differenz zwischen dem aktuellen Frame eines durch die Verzögerungseinheit 21 verzögerten digitalen akustischen Signals Sin und einem aus dem eingestellten digitalen akustischen Signal Sad im bandkombinierenden Filter 20 erhaltenen eingestellten bandkombinierenden Signal als die Zeitzonen korrigierende Information wiederholt zu berechnen, eine Impulsdaten berechnende Einheit 53, um eine Ziel-Bitzuordnungszahl Nt gemäß dem Residuen bzw. Restsignal oder dem von der Reste berechnenden Einheit 22 abgegebenen eingestellten Restsignal zu erzeugen und ein Stück Impulsdaten zu erzeugen, die zu der akustische Signale einstellenden Einheit 52 jedesmal addiert werden, wenn das Restsignal oder das eingestellte Restsignal empfangen wird, bis alle Stücke Restdaten des eingestellten Restsignals durch Nt Bits ausgedrückt werden können, und die Multiplexiereinheit 14.
In der obigen Konfiguration wird mit Verweis auf 16 eine Operation in der Vorrichtung 11 zum Codieren akustischer Signale beschrieben.
16 ist ein Flussdiagramm, das eine Codieroperation zeigt, die in der in 15 dargestellten Vorrichtung zum Codieren digitaler akustischer Signale durchgeführt wird.
Ein digitales akustisches Signal Sin (oder ursprüngliches Signal) wird an die akustische Signale einstellende Einheit 52 und die Verzögerungseinheit 21 geliefert. In der akustische Signale einstellenden Einheit 52 wird ein Stück Impulsdaten, die in der Impulsdaten erzeugenden Einheit 53 erzeugt wurden, zu dem digitalen akustischen Ausgangssignal Sin addiert, um ein eingestelltes digitales akustisches Signal Sad zu erzeugen. Danach wird das eingestellte digitale akustische Signal Sad an das bandteilende Filter 15 abgegeben. Eine Frequenzumwandlung und eine inverse Umwandlung werden danach für das eingestellte digitale akustische Signal Sad in dem bandteilenden Filter 15, der Maximalwerte auswählenden Einheit 16, der Bitzahl bestimmenden Einheit 17, der quantisierenden Einheit 18, der invers quantisierenden Einheit 19 und dem bandkombinierenden Filter 20 in der gleichen Weise wie diejenigen durchgeführt, die in der Codiervorrichtung 11 durchgeführt werden (Schritte S101 bis S106 und Schritt S108). Das aus Stücken von Restdaten bestehende eingestellte Restsignal wird danach in der gleichen Weise wie in der Codiervorrichtung 11 in der Residuen bzw. Reste berechnenden Einheit 22 erzeugt (Schritt S107). Das eingestellte Restsignal wird danach zu der Impulsdaten erzeugenden Einheit 53 übertragen, um das Stück Impulsdaten zu erzeugen, und das Stück Impulsdaten wird in der akustische Signale einstellenden Einheit 52 zum digitalen akustischen Signal Sin addiert (Schritt S112).
Die Erzeugung des Stücks Impulsdaten wird mit Verweis auf 17 ausführlich beschrieben.
17 ist ein Blockdiagramm der Impulsdaten erzeugenden Einheit 53.
Wie in 17 gezeigt ist, umfasst die Impulsdaten erzeugende Einheit 53 eine Durchschnittswerte von Restsignalen berechnende Einheit 54, um den durchschnittlichen Amplitudenwert absoluter Amplitudenwerte der Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals zu berechnen, eine Ziel-Bitzuordnungszahlen berechnende Einheit 55, um eine Ziel-Bitzuordnungszahl Nt zu berechnen, die die Anzahl von Bits bezeichnet, von denen man erwartet, dass sie jedem der Stücke von Restdaten eines neuen eingestellten Restsignals in der Reste berechnenden Einheit 22 gemäß dem durchschnittlichen Amplitudenwert zugeordnet werden, eine Restdaten feststellende Einheit 56, um ein oder mehrere Stücke von Restdaten mit hohen Werten, die nicht durch Nt Bits ausgedrückt werden können, von den Stücken von Restdaten des eingestellten Restsignals festzustellen und ein Stück bestimmter Restdaten mit einem maximalen Absolutwert aus den Stücken festgestellter Restdaten auszuwählen, und eine Impulsdatenwerte bestimmende Einheit 57, um einen bestimmten Amplitudenwert des Stücks Impulsdaten gemäß dem maximalen Absolutwert des Stücks bestimmter Restdaten und der Ziel-Bitzuordnungszahl Nt zu bestimmen und eine bestimmte Abtastung des eingestellten digitalen akustischen Signals Sad zu bestimmen, zu der das Stück Impulsdaten in der akustischen Signale einstellenden Einheit 52 addiert wird.
In der obigen Konfiguration wird das eingestellte Restsignal an die Durchschnittswerte von Restsignalen berechnende Einheit 54 und die Restdaten feststellende Einheit 56 der Impulsdaten erzeugenden Einheit 53 gesendet. In der Durchschnittswerte von Restsignalen berechnenden Einheit 54 wird ein durchschnittlicher Amplitudenwert der absoluten Amplitudenwerte der Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals berechnet.
Danach wird eine Ziel-Bitzuordnungszahl Nt gemäß dem durchschnittlichen Amplitudenwert in der Ziel-Bitzuordnungszahlen berechnenden Einheit 55 berechnet (Schritt S110). Im Einzelnen ist unter der Annahme, dass Absolutwerte aller Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals dem durchschnittlichen Amplitudenwert nahegebracht bzw. angenähert werden können, eine Anzahl Nb von Bits der niedrigsten Grenze, die erforderlich sind, um jedes einzelne von allen Stücken von Restdaten auszudrücken, gleich der Anzahl von Bits, die erforderlich sind, um den durchschnittlichen Amplitudenwert auszudrücken. Da die Stücke von Restdaten durch die Berechnungsfehler ohne Regularität hervorgerufen werden, ist es jedoch sehr schwierig, die Absolutwerte aller Stücke von Restdaten mit dem durchschnittlichen Amplitudenwert übereinstimmen zu lassen. Falls der durchschnittliche Amplitudenwert nahe der Anzahl Nb der niedrigsten Grenze liegt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein oder mehr Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals durch Nb Bits nicht ausgedrückt werden können. In dieser Ausführungsform wird, wie in 18 gezeigt ist, eine obere Grenze des durchschnittlichen Amplitudenwertes, auf den die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt angewendet wird, bestimmt, indem von einem durch Nt Bits ausgedrückten maximalen Wert eine zulässige Abweichung bzw. ein Spielraum subtrahiert wird. Das heißt, die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt wird bestimmt, indem zur Zahl Nb der niedrigsten Grenze eine zulässige Abweichung bzw. ein Spielraum addiert wird. Selbst wenn z. B. ein erster durchschnittlicher Amplitudenwert V1 höher als ein zweiter durchschnittlicher Amplitudenwert V2 ist, kann jeder der Werte V1 und V2 durch 7 Bits ausgedrückt werden. Falls jedoch die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt bestimmt wird, indem eine zulässige Abweichung bzw. ein Spielraum zur Zahl der niedrigsten Grenze addiert wird, obgleich die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt = 7 (Bits) für den zweiten durchschnittlichen Amplitudenwert V2 festgelegt ist, wird für den ersten durchschnittlichen Amplitudenwert V1 in der Ziel-Bitzuordnungszahlen berechnenden Einheit 55 die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt = 8 (Bits) festgelegt.
In dieser Ausführungsform wird der Spielraum bzw. die zulässige Abweichung so festgelegt, dass eine Obergrenze durchschnittlicher Amplitudenwerte, für die die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt festgelegt wird, auf einen Mittelwert zwischen einem minimalen Wert (2^(Nt–1)) und einem maximalen Wert (2^Nt) gesetzt wird, der durch ein höchstwertiges Bit von Daten mit Nt Bits ausgedrückt wird,. Es ist jedoch möglich, dass der Spielraum gemäß einer Quantisierungsgenauigkeit oder der Anzahl arithmetischer Operationen geändert wird. Da Absolutwerte aller Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals den durchschnittlichen Amplitudenwert annähern können, während eine in der akustische Signale einstellenden Einheit 52 durchgeführte einstellende Operation wiederholt wird, kann der Spielraum reduziert werden, um die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt zu verringern. Wenn die Anzahl einstellender Operationen erhöht wird, wird jedoch die Anzahl arithmetischer Operationen, die in der Codiervorrichtung 51 durchgeführt werden, erhöht, und eine Verarbeitungsgeschwindigkeit wird verringert. Daher wird bevorzugt, dass der Spielraum gemäß einer Standardabweichung einer Verteilung der Berechnungsfehler festgelegt wird, die sich mit einem in der Codiervorrichtung 51 verwendeten Frequenzumwandlungsverfahren ändert, während die Codiereffizienz und Verarbeitungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden.
Die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt wird zu der Residuendaten bzw. Restdaten feststellenden Einheit 56 übertragen. In der Restdaten feststellenden Einheit 56 wird beurteilt, ob in den Stücken von Restdaten des eingestellten Restsignals ein oder mehr Stücke von Restdaten mit hohen Werten, die durch Nt Bits nicht ausgedrückt werden können, existieren oder nicht (Schritt S111). Falls die Stücke von Restdaten mit hohen Werten, die durch Nt Bits nicht ausgedrückt werden können, existieren, werden die Stücke von Restdaten festgestellt, und ein Stück bestimmter Restdaten mit einem maximalen Absolutwert wird aus den Stücken festgestellter Restdaten ausgewählt. Die Zahl bestimmter Restdaten des Stücks bestimmter Restdaten wird ebenfalls festgestellt. Danach werden die bestimmten Restdaten, die Zahl bestimmter Restdaten und die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt zu der Impulsdatenwerte bestimmenden Einheit 57 übertragen.
In der Impulsdatenwerte bestimmenden Einheit 57 wird ein bestimmter Amplitudenwert gemäß einem Absolutwert der bestimmten Restdaten und der Ziel-Bitzuordnungszahl Nt bestimmt, und eine bestimmte Abtastung des eingestellten digitalen akustischen Signals Sad (oder des digitalen akustischen Signals Sin in einer ersten einstellenden Operation), wozu ein Stück Impulsdaten mit dem bestimmten Amplitudenwert addiert wird, wird gemäß der Zahl bestimmter Restdaten spezifiziert.
Ein Beispiel der Bestimmung des bestimmten Amplitudenwertes ist in 19 dargestellt. Ein Absolutwert des bestimmten Amplitudenwertes der Impulsdaten wird berechnet, indem 3/4 eines durch Nt Bits ausgedrückten maximalen Wertes von einem Absolutwert der bestimmten Restdaten subtrahiert wird. Danach werden die Impulsdaten auf ein Vorzeichen eingestellt, das zu demjenigen der bestimmten Restdaten invers ist. Da 3/4 des durch Nt Bits ausgedrückten maximalen Wertes gleich einem Mittelwert zwischen einem minimalen Wert (2^(Nt–1)) und einem maximalen Wert (2^Nt) ist, der durch ein höchstwertiges Bit von Daten mit Nt Bits ausgedrückt wird, kann der Einfluss von Rauschsignalen, die von den Impulsdaten erzeugt werden, auf andere Stücke von Restdaten eines neuen eingestellten Restsignals, das in der Reste berechnenden Einheit 22 erzeugt wird, auf den niedrigsten Grad reduziert werden.
Die Impulsdaten mit dem bestimmten Amplitudenwert werden danach zu der akustische Signale einstellenden Einheit 52 übertragen und zu der bestimmten Abtastung des eingestellten digitalen akustischen Signals Sad addiert. Danach wird ein eingestelltes digitales akustisches Signal Sad in einer einstellenden Operation neu erzeugt, wird das neu erzeugte eingestellte digitale akustische Signal Sad in den Frequenz- und Zeitzoneninformationen erzeugenden Einheiten 12 und 13 in der gleichen Weise verarbeitet, und ein eingestelltes Restsignal wird in der Residuen bzw. Reste berechnenden Einheit 22 neu erzeugt. Ein Amplitudenwert eines Stücks Restdaten des neu eingestellten Restsignals entsprechend der bestimmten Abtastung des eingestellten digitalen akustischen Signals Sad wird daher niedriger als ein durch Nt Bits ausgedrückter maximaler Wert.
Ein durchschnittlicher Amplitudenwert, eine Ziel-Bitzuordnungszahl Nt und ein Stück bestimmter Restdaten mit einem höheren Absolutwert als der durch Nt Bits ausgedrückte maximale Wert werden danach wieder in der Impulsdaten erzeugenden Einheit 53 bestimmt, und ein Stück Impulsdaten wird zu dem eingestellten digitalen akustischen Signal Sad in der akustische Signale einstellenden Einheit 52 addiert. Diese einstellende Operation wird wiederholt, bis absolute Amplitudenwerte aller Stücke von Restdaten eines eingestellten Restsignals, das zuletzt erzeugt wurde, niedriger werden als ein durch Nt Bits ausgedrückter maximaler Wert. Wenn Amplitudenwerte aller Stücke von Restdaten niedriger als ein durch Nt Bits ausgedrückter maximaler Wert werden (Schritt S111), wird jedes der Stücke von Restdaten des zuletzt erzeugten eingestellten Restsignals ausgedrückt durch Nt Bits, und das zuletzt erzeugte eingestellte Restsigna1 wird in der Multiplexiereinheit 14 multiplexiert (Schritt S109).
Bei den oben wiederholten einstellenden Operationen besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Wert eines Stücks von Teilbanddaten, die vom bandteilenden Filter 15 ausgegeben werden, einen durch Daten mit Na Bits ausgedrückten maximalen Wert übersteigt (die zulässige Bitzuordnungszahl Na, die in der Bitzahlen zuordnenden Einheit 17 bestimmt wird), weil das eingestellte digitale akustische Signal Sad in der Frequenzumwandlung, die im bandteilenden Filter 15 durchgeführt wird, geringfügig geändert wird. In diesem Fall wird die zulässige Bitzuordnungszahl Na nicht erhöht, wird der Wert des Stücks von Teilbanddaten aber durch einen maximalen oder minimalen Wert ersetzt, der durch Daten mit Na Bits ausgedrückt wird (die zulässige Bitzuordnungszahl Na, die in der Bitzahlen zuordnenden Einheit 17 für das digitale akustische Signal Sin bestimmt wurde), und die zulässige Bitzuordnungszahl Na, die für das digitale akustische Signal Sin bestimmt wurde, wird für die Quantisierung der Stücke von Teilbanddaten verwendet, die in den folgenden einstellenden Operationen durchgeführt wird. Demgemäß kann das Informationsvolumen in der Zeitzone reduziert werden, ohne durch die zulässige Bitzuordnungszahl beeinflusst zu werden, die in der Frequenzzone bestimmt wurde, während das Informationsvolumen in der Frequenzzone fixiert ist. Falls jedoch die zulässige Bitzuordnungszahl Na, die für das eingestellte digitale akustische Signal Sad in einer einstellenden Operation bestimmt ist, niedriger als diejenige ist, die für das digitale akustische Signal Sin bestimmt wurde, ist es möglich, dass die zulässige Bitzuordnungszahl Na, die für das eingestellte digitale akustische Signal Sad bestimmt wurde, anstelle der zulässigen Bitzuordnungszahl Na übernommen wird, die für das digitale akustische Signal Sin bestimmt wurde, um das Informationsvolumen in der Zeitzone zu reduzieren. In diesem Fall kann die Codieroperation in der Codiervorrichtung 51 effektiver durchgeführt werden.
In der obigen Ausführungsform werden, nachdem die einstellende Operation wiederholt ist, alle Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals jeweils durch Nt Bits in der Reste berechnenden Einheit 22 ausgedrückt. Da ein Vorzeichenbit erforderlich ist, um jedes Stück Restdaten auszudrücken, ist jedoch die Anzahl von Bits, die jedem Stück von Restdaten in der Reste berechnenden Einheit 22 tatsächlich zugeordnet werden, um Eins größer als die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt.
In der obigen Ausführungsform wird auch jedes Mal, wenn ein eingestelltes Restsignal in einer einstellenden Operation in der Reste berechnenden Einheit 22 erzeugt wird, ein Stück Impulsdaten in der Impulsdaten erzeugenden Einheit 53 erzeugt, um ein Stück bestimmter Restdaten des eingestellten Restsignals sich einem durchschnittlichen Wert von Stücken von Restdaten des eingestellten Restsignals annähern zu lassen. Falls die Einstelloperation wiederholt wird, bis Absolutwerte aller Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals ausreichend verringert sind, kann daher die Codiereffizienz für das eingestellte Restsignal verbessert werden. Es ist jedoch möglich, dass mehrere Stücke von Impulsdaten entsprechend allen Stücken bestimmter Restdaten des eingestellten Restsignals, welche höhere Absolutwerte als ein durch Nt Bits ausgedrückter maximaler Wert haben, in der Impulsdaten erzeugenden Einheit 53 auf einmal erzeugt werden, nachdem die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt bestimmt ist, um ein eingestelltes Restsignal zu erzeugen, in welchem Absolutwerte aller Stücke von Restdaten niedriger als der maximale Wert sind. In diesem Fall ist grundsätzlich kein Stück Impulsdaten entsprechend einem Stück Restdaten des eingestellten Restsignals mit einem niedrigeren Absolutwert als der maximale Wert erforderlich. Falls ein Absolutwert der Restdaten mit niedrigem Wert nahe dem maximalen Wert liegt und ein Stück Impulsdaten entsprechend einem Stück bestimmter Restdaten, die den Restdaten mit niedrigem Wert benachbart sind, zum digitalen akustischen Signal Sin addiert wird, um eine einstellende Operation durchzuführen, besteht jedoch eine Wahrscheinlichkeit, dass der Absolutwert der Restdaten mit niedrigem Wert in der einstellenden Operation auf einen höheren Wert als der maximale Wert erhöht wird, weil ein aus den Impulsdaten auftretendes Rauschen einen Einfluss auf Restdaten mit niedrigem Wert hat. Daher wird bevorzugt, dass ein Stück Impulsdaten entsprechend einem Stück Restdaten mit niedrigem Wert, die einen Absolutwert nahe dem maximalen Wert haben, zum digitalen akustischen Signal Sin addiert wird, falls ein Stück Impulsdaten entsprechend einem Stück bestimmter Restdaten, die den Restdaten mit niedrigem Wert benachbart sind, einen höheren Absolutwert als der maximale Wert hat.

Claims

Verfahren zum Codieren akustischer Signale, mit den Schritten, bei denen: ein digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation, das als ursprüngliches Signal geliefert wird, in ein oder mehr Stücke von Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbändern geteilt wird (S101), um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern; gekennzeichnet durch: Kombinieren (S105, S106) der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder, um ein bandkombiniertes Signal als ein reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen; Erzeugen (S107) eines Restsignals aus dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation und dem reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation als Zeitzonen korrigierende Information; und Multiplexieren (S109) des digitalen akustischen Signals der Frequenzzoneninformation und der Zeitzonen korrigierenden Information, um einen Bitstrom als Ausgangssignal zu erzeugen.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 1, in welchem der Schritt, bei dem ein digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation geteilt wird, ferner die Schritte enthält, bei denen: ein maximaler Wert unter den Stücken von Teilbanddaten für jedes der Teilbänder festgestellt wird (S102); eine Bits zuordnende Information erzeugt wird (S103), die die Anzahl von Bits angibt, die den Stücken von Teilbanddaten gemäß dem maximalen Wert für jedes der Zeitbänder zugeordnet werden; und die Anzahl von in jedem Stück von Teilbanddaten verwendeter Bits um eine reduzierende Zahl Nr gemäß der Bits zuordnenden Information reduziert wird (S104), um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation zu erzeugen, die aus den Stücken von Teilbanddaten besteht, worin die Anzahl Bits um die reduzierende Zahl Nr reduziert ist, und der Schritt zum Kombinieren der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder ferner den Schritt einschließt, bei dem: Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten addiert werden (S105), worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr reduziert wird, bevor die Stücke von Teilhanddaten al- ler Teilbänder kombiniert werden.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 1 oder 2, in welchem der Schritt zum Erzeugen eines Restsignals ferner den Schritt einschließt, bei dem: das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation verzögert wird (S108), das als das ursprüngliche Signal zugeführt wird, bevor das Restsignal erzeugt wird, um die Verzögerung des reproduzierten digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation aufzuheben, die durch die Teilung des digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation und die Kombination der Stücke von Teilbanddaten erzeugt wird.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 1, 2 oder 3, in welchem der Schritt zum Kombinieren der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder ferner den Schritt einschließt, bei dem: ein maximaler Wert unter den Stücken von Teilbanddaten des bandkombinierten Signals festgestellt wird; eine Bits zuordnende Information erzeugt wird, die die Anzahl von Bits angibt, die den Stücken von Teilbanddaten gemäß dem maximalen Wert zugeordnet werden; und die Anzahl von Bits, die in jedem Stück von Teilbanddaten verwendet werden, um eine reduzierende Zahl Nr gemäß der Bits zuordnenden Information reduziert wird, um das reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen, das aus den Stücken von Teilbanddaten besteht, worin die Zahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr reduziert ist.
Verfahren zum Codieren und Decodieren akustischer Signale, mit den Schritten, bei denen: ein akustisches Signal gemäß dem Verfahren von Anspruch 1 codiert wird; der Bitstrom demultiplexiert wird (S201), um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation von der Zeitzonen korrigierenden Information zu trennen; die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder kombiniert werden (S202, S203), die in dem digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation enthalten sind, um ein zweites reproduziertes digitales akustisches Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen; und das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation gemäß der demultiplexierten Zeitzonen korrigierenden Information korrigiert wird (S204).
Verfahren zum Codieren und Decodieren akustischer Signale nach Anspruch 5, worin der Schritt zum Teilen eines digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation ferner die Schritte einschließt, bei denen: ein maximaler Wert unter den Stücken von Teilbanddaten für jedes der Teilbänder festgestellt wird (S102); eine Bits zuordnende Information erzeugt wird (S103), die die Anzahl von Bits angibt, die den Stücken von Teilbanddaten gemäß dem maximalen Wert für jedes der Teilbänder zugeordnet werden; und die Anzahl von in jedem Stück von Teilbanddaten verwendeter Bits um eine reduzierende Zahl Nr gemäß der Bits zuordnenden Information reduziert wird (S104), um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation zu erzeugen, die aus den Stücken von Teilbanddaten besteht, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr reduziert wird; der Schritt zum Kombinieren der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder, um ein bandkombiniertes Signal zu erzeugen, ferner den Schritt einschließt, bei dem: Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit von jedem Stück von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten addiert werden (S105), worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr reduziert wird, bevor die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder kombiniert werden, und der Schritt zum Kombinieren der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder, die im digitalen akustischen Signal enthalten sind, ferner den Schritt einschließt, bei dem: Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten addiert werden, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr reduziert wird, bevor die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder kombiniert werden.
Verfahren zum Codieren und Decodieren akustischer Signale nach Anspruch 5 oder 6, worin der Schritt zum Erzeugen eines Restsignals ferner den Schritt einschließt, bei dem: das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation, das als das ursprüngliche Signal geliefert wird, verzögert wird (S108), bevor das Restsignal erzeugt wird, um die Verzögerung des ersten reproduzierten digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation aufzuheben, die durch die Teilung des digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation und die Kombination der Stücke von Teilbanddaten für die Erzeugung des ersten reproduzierten akustischen Signals hervorgerufen wird, und die Verzögerung des zweiten repro duzierten digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation aufzuheben, die durch die Teilung des digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation und die Kombination der Stücke von Teilbanddaten für die Erzeugung des zweiten reproduzierten digitalen akustischen Signals hervorgerufen wird.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten, bei denen: ein digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation als das ursprüngliche Signal empfangen wird; ein Stück Impulsdaten gemäß dem Restsignal erzeugt wird (S112), um einen Restwert eines Stücks von Restdaten des Restsignals sich einem durchschnittlichen Wert der Restwerte annähern zu lassen, falls die Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation addiert werden, um das Restsignal wieder zu erzeugen; und die Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation addiert werden (S100), um ein eingestelltes digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation aus dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen, aus dem eingestellten digitalen akustischen Signal einer Frequenzzoneninformation ein eingestelltes reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation erzeugt wird und aus dem eingestellten reproduzierten digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation als eingestellte Zeitzonen korrigierende Information ein eingestelltes Restsignal erzeugt wird.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 8, worin der Schritt zum Erzeugen eines Stücks von Impulsdaten die Schritte aufweist, bei denen: der Durchschnittswert der Restwerte des Restsignals berechnet wird (S110); eine Ziel-Bitzuordnungszahl Nt gemäß dem Durchschnittswert bestimmt wird (S110); aus den Stücken von Restdaten des Restsignals ein Stück bestimmter Restdaten des Restsignals mit einem höheren absoluten Wert als ein durch Nt Bits ausgedrückter maximaler Wert bestimmt wird (S111); eine bestimmte Abtastung des digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation entsprechend den bestimmten Restdaten des Restsignals bestimmt wird; ein Impulswert der Impulsdaten gemäß der Ziel-Bitzuordnungszahl Nt und dem Absolutwert der bestimmten Restdaten bestimmt wird, um einen Wert der bestimmten Restdaten des Restsignals zu reduzieren, falls das Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation erzeugt wird, worin die Impulsdaten mit dem Impulswert zur bestimmten Abtastung addiert werden; die Impulsdaten mit dem Impulswert erzeugt werden, und der Schritt zum Addieren der Impulsdaten den Schritt einschließt, bei dem die Impulsdaten mit dem Impulswert zur bestimmten Abtastung des digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation addiert werden.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 9, worin der Schritt (S110) zum Bestimmen einer Ziel-Bitzuordnungszahl Nt die Schritte aufweist, bei denen: eine Obergrenze von Werten, worauf die Ziel-Bitzuordnungszahl Nt angewendet wird, auf einen Wert festgelegt wird, der durch Subtrahieren eines Toleranzwerts von einem durch Nt Bits ausgedrückten maximalen Wert erhalten wird; und die für den Durchschnittswert verwendete Ziel-Bitzuordnungszahl Nt unter der Bedingung bestimmt wird, dass der Durchschnittswert gleich der Obergrenze der Ziel-Bitzuordnungszahl Nt oder niedriger ist und der Durchschnittswert höher als eine Obergrenze einer anderen Ziel-Bitzuordnungszahl Nt–1 ist.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 9 oder 10, worin der Schritt zum Bestimmen eines Impulswertes die Schritte umfasst, bei denen: eine Differenz zwischen 3/4 eines durch Nt Bits ausgedrückten Maximalwertes und dem Absolutwert der bestimmten Restdaten berechnet wird; die Differenz auf einen Absolutwert des Impulswertes gesetzt wird; und der Impulswert auf ein Vorzeichen gesetzt wird, das zu demjenigen der bestimmten Abtastung des digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation invers ist.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, worin der Schritt zum Teilen des digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation, der Schritt zum Kombinieren der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder, der Schritt zum Erzeugen eines Restsignals, der Schritt zum Erzeugen eines Stücks von Impulsdaten und der Schritt zum Addieren der Impulsdaten wiederholt werden, bis Absolutwerte aller Stücke von Restdaten des eingestellten Restsignals niedriger als ein vorgeschriebener Wert werden.
Verfahren zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 8, worin die Schritte zum Erzeugen (S112) eines Stücks von Impulsdaten die Schritte umfassen, bei denen: aus den Stücken von Restdaten des Restsignals ein oder mehr Stücke bestimmter Restdaten mit höheren Absolutwerten als einem vorgeschriebenen Wert festgestellt werden; und ein oder mehr Stücke von Impulsdaten entsprechend den Stücken bestimmter Restdaten erzeugt werden, um Restwerte bestimmter Restdaten des Restsignals niedriger als den vorgeschriebenen Wert zu machen, falls die Stücke von Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation addiert werden, um das Restsignal wieder zu erzeugen.
Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale, mit: einem bandteilenden Filter (15) zum Teilen eines digitalen akustischen Signals einer Zeitzoneninformation, das als ursprüngliches Signal geliefert wird, in ein oder mehr Stücke von Teilbanddaten für jedes von mehreren Teilbändern, um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation in ein digitales akustisches Signal einer Frequenzzoneninformation zu ändern; gekennzeichnet durch: eine Maximalwerte auswählende Einheit (16) zum Auswählen eines Maximalwertes unter den Stücken von Teilbanddaten, die durch das bandteilende Filter geteilt wurden, für jedes der Teilbänder; eine Bits zuordnende Informationen erzeugende Einheit (17) zum Erzeugen einer Bits zuordnenden Information, die die Anzahl von Bits angibt, die den Stücken von Teilbanddaten gemäß dem maximalen Wert für jedes der Teilbänder zugeordnet werden, der durch die Maximalwerte auswählende Einheit ausgewählt wurde; eine quantisierende Einheit (18), um die Anzahl von Bits, die in jedem Stück von durch das bandteilende Filter geteilten Teilbanddaten verwendet werden, um eine reduzierende Zahl Nr gemäß der Bits zuordnenden Information zu reduzieren, die durch die Bits zuordnende Informationen erzeugende Einheit erzeugt wurde, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation zu erzeugen, das aus den Stücken von Teilbanddaten besteht, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr für jedes der Teilbänder reduziert ist; eine invers quantisierende Einheit (19), um Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten zu addieren, worin die Anzahl von Bits um die reduzierende Zahl Nr durch die quantisierende Einheit reduziert ist; ein bandkombinierendes Filter (20), um die Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder, die durch die der invers quantisierende Einheit erzeugt wurden, zu kombinieren, um ein bandkombiniertes Signal als ein reproduziertes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen; eine Restsignale erzeugende Einheit (22), um ein Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation und dem reproduzierten digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen, die durch das bandkombinierende Filter erzeugt wurden, und das Restsignal als eine Zeitzonen korrigierende Information abzugeben; und eine Multiplexiereinheit (14), um das digitale akustische Signal einer Frequenzzoneninformation, das durch die quantisierende Einheit erzeugt wurde, und die Zeitzonen korrigierende Information, die durch die Restsignale erzeugende Einheit erzeugt wurde, zum Mul- tiplexieren, um einen Bitstrom als Ausgangssignal zu erzeugen.
Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 14, ferner mit: einer Verzögerungseinheit (21), um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation, das als das ursprüngliche Signal geliefert wird, zu verzögern, um die Verzögerung des reproduzierten akustischen Signals der Zeitzoneninformation aufzuheben, die durch die Teilung des digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation, die durch das bandteilende Filter durchgeführt wird, und die Kombination der Stücke von Teilbanddaten hervorgerufen wird, die durch das bandkombinierende Filter durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Codieren und Decodieren akustischer Signale, mit: einer Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 14; einer Demultiplexiereinheit (42) zum Demultiplexieren des durch die Multiplexiereinheit erzeugten Bitstroms, um das digitale akustische Signal der Frequenzzoneninformation von der Zeitzonen korrigierenden Information zu trennen; einer zweiten invers quantisierenden Einheit (43), um Nr Bits mit dem gleichen Wert wie demjenigen eines Vorzeichenbit jedes Stücks von Teilbanddaten zu jedem Stück von Teilbanddaten des digitalen akustischen Signals der Frequenzzoneninformation zu addieren, die durch die Demultiplexiereinheit demultiplexiert wurde; einem zweiten bandkombinierenden Filter (44) zum Kombinieren der Stücke von Teilbanddaten aller Teilbänder im digitalen akustischen Signal der Frequenzzoneninformation, die durch die zweite invers quantisierende Einheit erzeugt wurde, um ein zweites reproduziertes digitales akustisches Signal der Zeitzoneninformation zu erzeugen; und eine restkorrigierende Einheit (45), um das zweite reproduzierte digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation, das durch das zweite bandkombinierende Filter erzeugt wurde, gemäß der Zeitzonen korrigierenden Information zu korrigieren, die durch die Demultiplexiereinheit demultiplexiert wurde.
Vorrichtung zum Codieren und Decodieren akustischer Signale nach Anspruch 16, ferner mit: einer Verzögerungseinheit (21), um das digitale akustische Signal der Zeitzoneninformation, das als das ursprüngliche Signal geliefert wird, zu verzögern, um die Verzögerung des ersten reproduzierten digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation aufzuheben, die durch die Teilung des digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation, die durch das bandteilende Filter durchgeführt wird, und die Kombination der Stücke von Teilbanddaten hervorge rufen wird, die durch das erste bandkombinierende Filter durchgeführt wird, und um die Verzögerung des zweiten reproduzierten digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation aufzuheben, die durch die Teilung des digitalen akustischen Signals der Zeitzoneninformation, vom bandteilenden Filter durchgeführt wird, und die Kombination der Stücke von Teilbanddaten hervorgerufen wird, die vom zweiten bandkombinierenden Filter durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 14, ferner mit: einer Impulsdaten erzeugenden Einheit (53), um ein Stück von Impulsdaten gemäß dem Restsignal zu erzeugen, das durch die Restsignale erzeugende Einheit erzeugt wurde, um einen Restwert eines Stücks von Restdaten des Restsignals sich einem Durchschnittswert der Restwerte annähern zu lassen, falls die Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal der Zeitzoneninformation addiert werden, um das Restsignal wieder zu erzeugen; und einer akustische Signale einstellenden Einheit (52), um die durch die Impulsdaten erzeugende Einheit (53) erzeugten Impulsdaten zu dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation zu addieren, um ein eingestelltes digitales akustisches Signal einer Zeitzoneninformation zu erzeugen, und ein eingestelltes Restsignal aus dem eingestellten reproduzierten digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformation als eingestellte Zeitzonen korrigierende Information in der Restsignale erzeugenden Einheit durch das bandteilende Filter, die quantisierende Einheit, die invers quantisierende Einheit und das bandkombinierende Filter zu erzeugen.
Vorrichtung zum Codieren akustischer Signale nach Anspruch 18, worin die Impulsdaten erzeugende Einheit (53) aufweist: eine Durchschnittswerte von Restsignalen berechnende Einheit, um den Durchschnittswert der Restwerte des Restsignals zu berechnen; eine Ziel-Bitzuordnungszahlen bestimmende Einheit, um eine Ziel-Bitzuordnungszahl Nt gemäß dem Durchschnittswert zu bestimmen, der durch die Durchschnittswerte von Restsignalen berechnende Einheit berechnet wurde; eine Restdaten feststellende Einheit, um ein Stück bestimmter Restdaten des Restsignals mit einem höheren Absolutwert als ein Maximalwert, der durch Nt Bits ausgedrückt wird, die durch die Ziel-Bitzuordnungszahlen bestimmende Einheit bestimmt wurde, aus den Stücken von Restdaten des Restsignals festzustellen; eine Impulsdatenwerte bestimmende Einheit, um eine bestimmte Abtastung digitaler akustischer Signale einer Zeitzoneninformation entsprechend den bestimmten Restdaten des Restsignals zu bestimmen, die durch die Restdaten feststellende Einheit festgestellt wurden, einen Impulswert der Impulsdaten gemäß der Ziel-Bitzuordnungszahl Nt, die durch die Ziel-Bitzuordnungszahlen bestimmende Einheit bestimmt wurde, und den Absolutwert der bestimmten Restdaten zu bestimmen, die durch die Restdaten feststellende Einheit festgestellt wurden, um einen Wert der bestimmten Restdaten des Restsignals zu reduzieren, falls das Restsignal aus dem digitalen akustischen Signal einer Zeitzoneninformationen erzeugt wird, worin die Impulsdaten mit dem Impulswert zu der bestimmten Abtastung addiert werden, und die Impulsdaten mit dem Impulswert erzeugt werden.