專利名稱：用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的方法及裝置，以及采用的記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于記錄和或/或再生壓縮數(shù)據(jù)(即比特壓縮數(shù)字音頻信號或類似的信號)的方法及裝置、用于傳輸和/或接收該壓縮數(shù)據(jù)的方法、以及所用的記錄介質(zhì)。尤其是涉及用于以多比特速率壓縮模式進(jìn)行記錄的一種裝置、技術(shù)及記錄介質(zhì)。
在美國專利5243588和5244705中，本提交人已經(jīng)提出了包括對輸入的數(shù)字音頻信號進(jìn)行比特壓縮、并將該比特壓縮的信號以具有作為一記錄單元的預(yù)置數(shù)據(jù)量的脈沖串的形式進(jìn)行記錄的一種技術(shù)。
這種技術(shù)屬于是采用一個磁-光盤作為記錄介質(zhì)，并以諸如CD-I(CD交互)或CD-ROM XA的音頻數(shù)據(jù)格式的規(guī)定對AD(自適應(yīng)差分)PCM音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和/或再生的技術(shù)。該AD-PCM音頻數(shù)據(jù)以一種脈沖串的形式記錄在一個磁光盤上，例如其具有32個AD-PCM數(shù)據(jù)區(qū)及幾個用于交織的鏈接區(qū)，從而形成一個記錄單元。
在采用磁光盤的記錄和/或再生裝置中可選用幾種模式的AD-PCM音頻數(shù)據(jù)。例如，按規(guī)定，A級具有傳統(tǒng)CD的壓縮率的兩倍的壓縮率和一個37.8KHZ的取樣頻率，B級具有傳統(tǒng)CD的壓縮率的四倍的壓縮率和一個37.8KHZ的取樣頻率，而C級具有傳統(tǒng)的CD的壓縮率的八倍的壓縮率和一個18.9KHZ的取樣頻率。即，利用上述的B級，數(shù)字音頻數(shù)據(jù)大約被壓縮到原始量的四分之一，用B級模式記錄的該盤的重放時間是以普通CD格式重放時間的四倍。這表示該裝置可被降低尺寸，因為具有普通的12cm直徑的盤所實現(xiàn)記錄/重放時間的長度可用較小尺寸的盤來實現(xiàn)。
可是，因為盤的轉(zhuǎn)速和普通的CD一樣，所以，利用B級的每一個預(yù)定時間內(nèi)所獲得的壓縮數(shù)據(jù)的量是標(biāo)準(zhǔn)CD的四倍。結(jié)果是，在一個時間單元中(例如一個區(qū)或一個群)的同一壓縮數(shù)據(jù)重復(fù)地讀四遍，并且只有這四個疊加的壓縮數(shù)據(jù)之一被傳輸進(jìn)行音頻再生。具體地說，在對一個螺旋記錄軌跡進(jìn)行掃描或跟蹤期間，對于每一轉(zhuǎn)周都要執(zhí)行返至起始軌跡位置的一個軌跡跳躍，以便在重復(fù)地跟蹤同一軌跡螺旋軌跡四次。這表明，來自重復(fù)讀出操作的壓縮聲音數(shù)據(jù)的四個掃描至少有一個是足夠的，因此，該已公開的技術(shù)有效地防止了由于干擾所致的誤差，且其結(jié)果可以尤其適于使用在小體積便攜式裝置。
由于半導(dǎo)體存儲器在未來將被采用為一種記錄介質(zhì)，因而更希望實現(xiàn)進(jìn)一步比特壓縮，以提高壓縮效率。具體地說，音頻信號利用一個所謂的IC卡(它包括一個或多個這種半導(dǎo)體存儲器)被記錄和/或被再生，至其上或來自該存儲器，分別地對比特壓縮的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄或重放。
對于IC卡，由于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步而實現(xiàn)了存儲容量的增加或較低的造價。盡管是有這種進(jìn)步，當(dāng)IC卡首次供于市場時，該IC卡還是被認(rèn)為存儲容量不足，而且還是昂貴的。因此，可以考慮通過重寫數(shù)據(jù)若干遍的方式將諸如磁光盤這樣的低價大容量記錄介質(zhì)的記錄內(nèi)容重復(fù)地傳送至IC卡。具體地說，記錄在磁光盤上的所希望的音樂數(shù)字被復(fù)制到IC卡并與已經(jīng)存儲在IC卡上的其它音樂數(shù)字相交換(即重寫)。通過以這種方式頻繁地重寫IC卡上的內(nèi)容，可利用現(xiàn)有的為數(shù)不多的IC卡在戶外欣賞大量的音樂資料。
可是，為記錄/再生音頻信號，對于各種應(yīng)用來說，頻帶寬度和信噪特性是不同的。例如，如果希望高質(zhì)量的音頻信號，就需要15KHZ至20KHZ的帶寬和良好的信噪比。為此目的要采用較高的比特率。在這種情況中的比特率通常是每個頻道256Kbps至64Kbps。
相反，對于多數(shù)情況來說，音頻信號是受控的，5至7KHZ的帶寬就足夠了，同時不需要很高的信噪比。可是，為了對于給定的存儲器重量增加記錄/重放的時間，希望將比特率從64Kbps降到幾個Kbps。按上述的觀點，需要提供一種記錄/重放裝置，它能夠滿足具有不同要求等級的多重用途并在最大程度上減少經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。然而，如果必須提供具有不同帶寬的多種模式，就必須提供多種取樣頻率，結(jié)果是取樣頻率信號產(chǎn)生電路趨于復(fù)雜，即LSI規(guī)模趨于不可避免地增加。此外，如果取樣頻率是一種模式不同于另一種模式就很困難將信息從一種模式換成另一個模式。如果希望以低比特率模式將記錄在大容量磁光盤上的高比特率模式信息寫至一小容量IC卡上，就需要完全廢除該壓縮模式以將該信息恢復(fù)成時域信號，并以低比特率模式再壓縮該信號，結(jié)果是其算術(shù)邏輯步驟的數(shù)量增加，從而增加了實時處理的困難。
可是，對于具有格外低的比特率的模式，由于在可用比特方面的降低，聲音質(zhì)量被降低。當(dāng)帶寬被縮窄時，如果用于壓縮的頻分的帶寬在整個頻率范圍上是恒定的話，從把20KHZ的整個頻率范圍劃分成32個等寬頻帶而得到的帶寬度是700HZ，該帶寬顯著地比100KHZ的低范圍臨界頻帶要寬，并且比該頻率范圍的主要部分的臨界頻帶要寬。結(jié)果是顯著地降低的壓縮效率?？墒牵?dāng)比特率被降低時，對于主要信息和輔助信息之一來說若比特的縮減是優(yōu)先考慮的，則聲音的質(zhì)量就被顯著地降低。由于此原因，就變得有必要不僅降低主信息，而且降低輔助信息。
考慮到上述的本技術(shù)的狀態(tài)，本發(fā)明之首要目的是提供數(shù)字信號處理方法和裝置，其中的一個取樣頻率信號產(chǎn)生電路未被復(fù)雜化，而且該LSI的規(guī)模無須由于多重比特率模式的結(jié)果而被增加。
本發(fā)明的第二個目的是提供一個壓縮數(shù)據(jù)記錄/再生裝置，其中，來自諸如磁光盤或光盤的記錄介質(zhì)的比特壓縮數(shù)據(jù)可被以降低的運算邏輯量的操作復(fù)制，或其中的比特壓縮數(shù)據(jù)可以用降低的運算邏輯量的操作從諸如IC卡的另一個記錄介質(zhì)被再生。
本發(fā)明第三個目的是提供一種壓縮數(shù)據(jù)記錄/再生裝置，其中有可能將輔助信息量抑制到一必要小的值，以便減小由于低比特率引起的聲音質(zhì)量的劣化。
為了避免取樣頻率產(chǎn)生電路在結(jié)構(gòu)方面的復(fù)雜性并防止由這種復(fù)雜性引起的硬件規(guī)模的增加，對于本壓縮數(shù)據(jù)記錄和/或再生裝置和技術(shù)及記錄介質(zhì)，不考慮對于各種模式的不同的比特率，都采用同一取樣頻率。
而且，當(dāng)對于各種模式采用不同取樣頻率時實現(xiàn)起來很困難的信息轉(zhuǎn)換可被容易地實現(xiàn)。例如，如果希望將高比特速率模式信息從一大容量磁光盤上寫到一個具有低比特速率模式的小容量IC卡上，該低比特速率壓縮可只通過一個附加的處理操作來實現(xiàn)，沒有必要為將信號轉(zhuǎn)換到時域而廢除壓縮模式，從而使處理操作之工作量被減小，同時還實現(xiàn)了實時處理操作?？梢灾唤?jīng)過格式變換，即通過重新排列已編碼信息數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)從低比特速率模式到一個至少比該低比特速率要高的比特速率的轉(zhuǎn)換。
根據(jù)本發(fā)明，通過將同一正交變換數(shù)據(jù)組尺度用于不同比特速率模式，不同比特速率模式之間的轉(zhuǎn)換可以高速度執(zhí)行而不轉(zhuǎn)換到時域信號。此外，沿時標(biāo)或頻標(biāo)彼此相鄰的多個用于數(shù)據(jù)組浮動和/或量化噪聲影響的數(shù)據(jù)組的多個數(shù)據(jù)組被共用，以便按照用于數(shù)據(jù)組浮動和/或量化噪聲影響的數(shù)據(jù)組所要求的數(shù)據(jù)組那樣，縮小輔助信息的量，這些輔助信息如標(biāo)度因數(shù)或字長數(shù)據(jù)。由于發(fā)聲信號在時標(biāo)及頻標(biāo)上都展示出高相關(guān)性，如果用于數(shù)據(jù)組浮動和/或量化噪聲影響的數(shù)據(jù)組的幾個數(shù)據(jù)組被共用，幾乎不會影響聲音質(zhì)量。如果信號是暫處于非穩(wěn)態(tài)，有可能采用一種可變正交變換數(shù)據(jù)組的尺度，以防止壓縮效率被降低。由此而被刪除的用于輔助信息的比特可被配置為主信息。另外，通過根據(jù)正交變換數(shù)據(jù)組尺度而改變欲被共用的輔助信息的分組，該正交變換數(shù)據(jù)組尺度可被改變，從而使得即便是用于數(shù)據(jù)組浮動或由量化噪聲影響的數(shù)據(jù)組的結(jié)構(gòu)被改變，該輔助信息也可被以最優(yōu)方式共用。
另一方面，由于用于量化噪聲控制的頻帶寬度和用于所有模式(不論其頻率如何)頻帶寬度相同，如果把20KMZ的頻率范圍分成32個頻帶，該頻帶寬度是在700HZ的數(shù)量級，要比用于低頻范圍的100HZ的臨界帶寬明顯地寬許多。因此，該頻帶寬度變得窄于用于中至低范圍的臨界頻帶的帶寬，因而顯著地降低了量化及編碼效率。根據(jù)本發(fā)明，用于量化噪聲控制的頻帶寬度被選擇得使朝著較高頻率方向至少對于從分割而得的大多數(shù)頻帶是較寬的，從而使用于量化噪聲控制的頻帶寬度將較接近于臨界頻帶。
當(dāng)把壓縮比特的數(shù)據(jù)從諸如磁光盤的記錄介質(zhì)復(fù)制到諸如IC卡的另一個記錄介質(zhì)上時，數(shù)據(jù)是被直接復(fù)制或是經(jīng)過附加的壓縮、至少是不經(jīng)全比特擴展而復(fù)制。如果是執(zhí)行附加的壓縮，數(shù)據(jù)比特的重新分配及重新量化是在無信號變換的頻域內(nèi)進(jìn)行，數(shù)據(jù)比特連同共用的多個輔助數(shù)據(jù)而被記錄。
利用本壓縮數(shù)據(jù)記錄和/或再生裝置和技術(shù)及記錄介質(zhì)，采用同一取樣頻率，防止了取樣頻率產(chǎn)生電路被復(fù)雜化并防止硬件規(guī)模被增加。具有不同比特速率的模式之間的信息變換可以無需諸如取樣速率變換之類的復(fù)雜操作而簡便地實現(xiàn)。如果希望將記錄在一大容量磁光盤上的高比特速率模式的信息寫到一個具有低比特速率模式的小容量IC卡上，該低比特速率模式的壓縮可由附加處理操作實現(xiàn)，以便把運算操作量的增加減到最少，而該操作可在實時的基礎(chǔ)上進(jìn)行。此外，還可以防止對于該低比特速率模式的聲音質(zhì)量的降低。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的用于壓縮數(shù)據(jù)的記錄和/或再生裝置的實施例的方框圖。
圖2示出了一個磁光盤和一個IC卡的記錄內(nèi)容。
圖3是圖1所示裝置的正視圖的例子。
圖4是根據(jù)圖1所示的實施例的一個編碼裝置實施例的方框圖，用于實施對音頻數(shù)據(jù)的高效編碼技術(shù)。
圖5是圖1所示實施例的用于正交變換的數(shù)據(jù)組的尺度的示意圖。
圖6是用于實現(xiàn)比特分配和運算邏輯功能的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7是表示臨界頻帶和已經(jīng)被分割以考慮到數(shù)據(jù)組浮動的頻帶的頻譜曲線圖。
圖8是表示在一信號頻譜內(nèi)關(guān)于頻譜成分的覆蓋頻譜的相關(guān)電平的曲線圖。
圖9表示最低聽覺曲線和該覆蓋頻譜相結(jié)合的一個曲線。
圖10表示用于實現(xiàn)第二種比特分配方法的實際配置的電路框圖。
圖11a和11b表示利用第二種比特分配方法的對于一較平坦信號頻譜的比特分配和噪聲頻譜的曲線圖。
圖12a和12b示出了利用第二種比特分配方法的、用于展示高信號頻譜音調(diào)的信號頻譜的比特分配和噪聲頻譜的曲線圖。
圖13是一個曲線圖，示出了用于處理一個A模式11.6ms的數(shù)據(jù)組的頻率與時間的相互關(guān)系，具有的頻率范圍被分成包括臨界頻帶的52個頻帶，以及考慮到進(jìn)行數(shù)據(jù)組浮動的頻帶，用于正交變換的數(shù)據(jù)組尺度是一個長模式。
圖14是一個曲線圖，示出了用于處理一個A模式11.8ms的數(shù)據(jù)組的頻率與時間的關(guān)系，具有的頻率范圍被分成包括臨界頻帶的52個頻帶以及考慮到進(jìn)行數(shù)據(jù)組浮動的頻帶，用于正交變換的數(shù)據(jù)組尺度是一個短模式。
圖15是一個曲線圖，示出了用于處理一個B模式23.2ms的數(shù)據(jù)組的頻率與時間的關(guān)系，具有的頻率范圍被分成包括臨界頻帶的52個頻帶和考慮到進(jìn)行數(shù)據(jù)組浮動的頻帶，用于正交變換的數(shù)據(jù)組是一個長模式。
圖16是一個曲線圖，示出了用于處理一個B模式23.2ms的數(shù)據(jù)組的頻率與時間的關(guān)系，具有的頻率范圍被分成包括臨界頻帶和考慮到進(jìn)行數(shù)據(jù)組浮動的頻帶的11個頻帶，用于處理B模式的23.2ms的數(shù)據(jù)組，用于正交變換的數(shù)據(jù)組尺度是短模式。
圖17是一個曲線圖，示出用于處理B模式23.2ms的數(shù)據(jù)組的頻率與時間的關(guān)系，包括臨界頻帶和用于考慮進(jìn)行數(shù)據(jù)組浮動的頻帶，用于正交變換的數(shù)據(jù)組的尺度既是短模式也是長模式。
圖18是一個框圖，示出了用于B模式的一個自適應(yīng)比特分配及編碼電路的一個實施例。
圖19是一個框圖，示出了用于從A模式到B模式進(jìn)行高速轉(zhuǎn)換的一個特定裝置的電路方框圖。
圖20是一個電路方框圖，示出了依照本發(fā)明而實施針對音頻數(shù)據(jù)的高效編碼技術(shù)的一個解碼裝置的具體例子。
參考附圖，說明本發(fā)明的實施例將被詳細(xì)闡述。
圖1是以方框電路圖形式說明本發(fā)明的用于壓縮數(shù)據(jù)的記錄和/或再生裝置的實施例的圖示安排。
圖1所示的記錄/再生裝置包括一個記錄/再生單元，用于作為記錄介質(zhì)之一的磁光盤1，一個記錄單元，用于作為記錄介質(zhì)的IC卡2，這兩個單元安置在同一系統(tǒng)中。當(dāng)由用于磁光盤的記錄/再生單元的再生部分從該磁光盤1將記錄信號再生到IC卡2上時(通過用于IC卡2的記錄/再生單元的記錄部分)，由光記錄頭53所讀出的再生壓縮數(shù)據(jù)從再生側(cè)的磁光盤1讀出并送到一個解碼器71進(jìn)行EFM解調(diào)。該解碼器71提供去交織和誤差校正，形成ATC音頻數(shù)據(jù)，送到IC卡記錄單元的存儲器85。一個附加的壓縮器84通過添加一個可變比特速率的編碼窗對該ATC音頻數(shù)據(jù)作處理。該附加的壓縮器84執(zhí)行一個用于存儲器85的熵編碼的附加操作。隨后，該ATC音頻數(shù)據(jù)經(jīng)一個IC卡接口電路86記錄在IC卡2上。以這種方式，在由ATC解碼器73的擴展操作之前，該再生的壓縮數(shù)據(jù)被傳送至記錄系統(tǒng)，以壓縮的狀態(tài)記錄在IC卡2上。
同時，為了通常的音頻再生，壓縮的數(shù)據(jù)斷續(xù)地或以具有例如32+若干區(qū)這樣的預(yù)置數(shù)據(jù)量單元的脈沖串形式從記錄介質(zhì)(磁光盤1)讀出，并被擴展以轉(zhuǎn)換成連續(xù)的音頻信號。在進(jìn)行復(fù)制中，在記錄介質(zhì)上的壓縮數(shù)據(jù)被連續(xù)地讀出并被送到記錄系統(tǒng)以進(jìn)行記錄。以這種方式，可根據(jù)數(shù)據(jù)的壓縮率執(zhí)行高速或短期復(fù)制。
現(xiàn)在進(jìn)一步詳述圖1所示的方案。在圖1所示的壓縮數(shù)據(jù)記錄和/或再生裝置的磁光盤記錄/重放單元中，由主軸馬達(dá)51所轉(zhuǎn)動的磁光盤1是用作一個記錄介質(zhì)的。為將數(shù)據(jù)記錄在磁光盤1上，對應(yīng)于記錄數(shù)據(jù)的一個已調(diào)磁場由磁頭54加入，而磁光盤1由光記錄頭53的激光束照射。在記錄數(shù)據(jù)的再生過程中，在磁光盤1上的記錄軌跡由激光束跟蹤，以進(jìn)行光磁再生。
下面的描述主要針對記錄/重放裝置。光記錄頭53的組成包括一個激光源，例如一個激光二極管;光學(xué)元件，例如一個準(zhǔn)直儀透鏡;一個物鏡，一個極化光束分離器或一個筒鏡和一個包括具有預(yù)定形狀的光接收部件的光檢測器。光記錄頭53放在正對磁頭54的位置，它們中間是磁光盤1。為了在磁光盤1上記錄數(shù)據(jù)，該磁頭54由記錄系統(tǒng)的記錄頭驅(qū)動電路66驅(qū)動，正如下面解釋的那樣，以便將根據(jù)對應(yīng)于記錄數(shù)據(jù)的已調(diào)磁場加到盤1上，而由光記錄頭53照射的一個激光束到達(dá)該磁光盤1的一條目標(biāo)軌跡，以便根據(jù)磁場調(diào)到進(jìn)行熱-磁記錄。此外，該光記錄頭53檢測從目標(biāo)軌跡上反射的光束，以便利用象散的方法檢測聚焦誤差以及利用推挽方法確定跟蹤誤差。當(dāng)從磁光盤1再生數(shù)據(jù)時，除去檢測聚集誤差和/或跟蹤誤差外，該光記錄頭53還檢測來自目標(biāo)軌跡的反射光的極化角的差異(Kerr轉(zhuǎn)動角)，以便產(chǎn)生重放信號。
光記錄頭53的一個輸出信號被送到一個RF電路55，該電路從該輸出信號提取上述的聚集誤差和跟蹤誤差信號。這些被提取的信號被送到一個伺服控制電路56。該RF電路55還將重放信號轉(zhuǎn)變成雙電平信號，它被送到下面將要描述的再生系統(tǒng)的解碼器71。
伺服控制電路56的組成有例如一個聚集伺服控制電路、一個跟蹤伺服控制電路、主軸伺服控制電路和一個螺紋伺服控制電路等等。聚集伺服控制電路聚集-控制光學(xué)記錄頭53的光學(xué)系統(tǒng)，以便使聚集信號減小到零。跟蹤伺服控制電路控制光記錄頭53的光學(xué)系統(tǒng)，以使得該跟蹤信號減小至零。主軸馬達(dá)伺服控制電路控制該主軸馬達(dá)51，以便以一個例如是恒定線速度的預(yù)置轉(zhuǎn)速推動該磁光盤1進(jìn)入轉(zhuǎn)動。螺紋伺服控制電路移動光記錄頭53和磁頭54到由系統(tǒng)控制電路移動光記錄頭53的磁頭54到由系統(tǒng)控制器57所指示的磁光盤51的目標(biāo)軌跡的位置。伺服控制電路56把指示受控于該電路的各部件的操作狀態(tài)的信息發(fā)送到系統(tǒng)控制器57。
鍵輸入單元58和顯示器59連接到系統(tǒng)控制器57，該控制器在由鍵輸入單元58鍵入的輸入信息所指示的操作模式之下對該記錄系統(tǒng)和再生系統(tǒng)進(jìn)行控制。根據(jù)來自Q數(shù)據(jù)(例如記錄在磁光盤1上的標(biāo)題時間或子碼數(shù)據(jù))的以區(qū)為基礎(chǔ)的地址信息，該系統(tǒng)控制器57還監(jiān)視由光記錄頭53和磁頭54所跟蹤的記錄軌跡上的記錄位置和重放位置。此外，根據(jù)由鍵入單元58(下面將解釋)所選的在一個編碼器63處的比特壓縮模式信息、并根據(jù)通過一重放系統(tǒng)(如下面所述)從RF電路55所獲的重放數(shù)據(jù)中的壓縮模式信息，系統(tǒng)控制器57使得比特壓縮模式被顯示在顯示器59上，同時根據(jù)在比特壓縮模式中的數(shù)據(jù)壓縮率和在記錄軌跡上的重放位置信息，使重放時間顯示在顯示器59上。
為進(jìn)行重放時間的顯示，從來自磁光盤1的記錄軌跡的標(biāo)題時間或子碼Q再生出的以區(qū)為基礎(chǔ)的地址信息(絕對時間信息)由該比特壓縮模式的數(shù)據(jù)壓縮率的倒數(shù)相乘，例如對1/4比特壓縮率以4相乘，以確定被顯示在顯示器59上的真實時間。同時，在進(jìn)行記錄期間，如果絕對時間信息被預(yù)先記錄在磁光盤1的記錄軌跡上，即，如果該磁光盤1被預(yù)先格式化的話，就有可能通過讀出該預(yù)先格式化的絕對時間信息并通過將該信息乘以數(shù)據(jù)壓縮率的倒數(shù)來顯示真實的記錄時間。
在一個本發(fā)明的盤記錄/再生裝置的記錄系統(tǒng)中，從輸入端60來的模擬音頻輸入信號AIN經(jīng)一個低通濾波器61送到A/D轉(zhuǎn)換器62，該轉(zhuǎn)換器對輸入模擬音頻信號AIN進(jìn)行量化。來自A/D轉(zhuǎn)換器62的數(shù)字音頻輸入信號送到一自適應(yīng)轉(zhuǎn)換編碼(ATC)PCM編碼器63。另一方面，來自輸入端67的數(shù)字音頻輸入信號DIN經(jīng)一個數(shù)字輸入接口電路68送到ATC編碼器63。根據(jù)表1所示的各種ATC系統(tǒng)的模式，該ATC編碼器63執(zhí)行比特壓縮(數(shù)據(jù)壓縮)。根據(jù)以預(yù)置傳輸速率的數(shù)字音頻PCM數(shù)據(jù)(即上述的已由A/D轉(zhuǎn)換器62量化的輸入信號AIN)執(zhí)行這種比特壓縮，這里的預(yù)置傳輸速率即為上述的由A/D轉(zhuǎn)換器62使輸入信號AIN量化的速率。ATC編碼器63具有它由系統(tǒng)控制器57所指定的操作模式。例如對于B模式來說，數(shù)據(jù)是具有44.1KHZ的取樣頻率及64Kbps比特速率的壓縮數(shù)據(jù)(ATC數(shù)據(jù))，并被送到存儲器64。用于立體聲B模式的數(shù)據(jù)傳輸速率被降到75區(qū)/秒的標(biāo)準(zhǔn)CD-DA模式的數(shù)據(jù)傳輸速率的8分之一，即9.375區(qū)/秒。
表1取樣頻率＝44.1KHZ模式比特速率帶寬最大處理數(shù)據(jù)組長度Kbps/頻道KHZmsA1282211.6B641323.2C325.534.8D16346.4在圖1的實施例中，假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器62的取樣頻率固定在標(biāo)準(zhǔn)CD-DA格式(44.1KHZ)的取樣頻率，并且在ATC編碼器63中保持該取樣頻率以執(zhí)行比特壓縮。由于這種模式的較低的比特速率，該信號通帶變得越窄，該低通濾波器61的截止頻率則以對應(yīng)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。就是說，根據(jù)該壓縮模式足以控制A/D轉(zhuǎn)換器62的低通濾波器61的截止頻率。
存儲器64是具有由系統(tǒng)控制器57控制的其數(shù)據(jù)寫入及讀出的一個緩沖存儲器。該存儲器過渡性地存儲來自ATC編碼器63的ATC數(shù)據(jù)，以便當(dāng)需要時記錄在盤上。就是說，對于B模式而言，來自ATC編碼器63的已壓縮音頻數(shù)據(jù)已經(jīng)將它的數(shù)據(jù)傳輸速率降至75區(qū)/秒的標(biāo)準(zhǔn)CD-DA模式的數(shù)據(jù)傳輸速率的八分之一，即9.375區(qū)/秒。壓縮的數(shù)據(jù)連續(xù)地寫入存儲器64。雖說象上述的那樣，它足以用每8個區(qū)的一個區(qū)的速率記錄該壓縮的數(shù)據(jù)(ATC數(shù)據(jù))，但是，象后面要解釋的那樣，這種以每8區(qū)進(jìn)行記錄在實際上不可能實現(xiàn)區(qū)連續(xù)記錄。這種記錄是以75區(qū)/秒數(shù)據(jù)傳輸速率的脈沖串的形式進(jìn)行的，它與標(biāo)準(zhǔn)的CD-DA格式是一樣的，具有由作為記錄單元的諸如32十幾個區(qū)的預(yù)置多區(qū)構(gòu)成的集群，帶有無記錄期的插入。就是說，在存儲器64中，以與比特壓縮模式相關(guān)的9.375區(qū)/秒(＝75/8)的低傳輸速率連續(xù)寫入的ATC立體聲B模式的音頻數(shù)據(jù)，作為以上述的75區(qū)/秒的傳輸速率的脈沖串形式記錄的數(shù)據(jù)讀出。包括非記錄期的數(shù)據(jù)讀出及記錄的總體的數(shù)據(jù)傳輸率是一個9.375區(qū)/秒的低速率。然而，在以一個脈沖串形式執(zhí)行的記錄操作的時間周期內(nèi)的即時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率是上面提到的75區(qū)/秒的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，如果盤的轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)CD-DA格式的轉(zhuǎn)速一樣，即為一恒定線性速率，則是以相同記錄密度進(jìn)行記錄并與CD-DA格式的記錄圖案相同。
以上述的75區(qū)/秒的即時傳輸速率從存儲器64讀出欲被記錄的ATC音頻數(shù)據(jù)，并送到編碼器65。從存儲器64將數(shù)據(jù)串行送到編碼器65所采用的記錄單元是一個集群，該集群由多個區(qū)構(gòu)成，例如32個區(qū)的多個區(qū)和排入在該集群之前和其后的若干個集群鏈接區(qū)。該集群鏈接區(qū)的選擇要比在編碼器65處的一個交錯長度要長，以使得相鄰集群的數(shù)據(jù)不受數(shù)據(jù)交錯的影響。
編碼器65對來自存儲器64的脈沖串形式的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，用于誤差校正，例如奇偶附加位和數(shù)據(jù)交錯、或EFM編碼。然后，由編碼器65編碼的記錄數(shù)據(jù)送到磁頭驅(qū)動電路66。磁頭54接到磁頭驅(qū)動電路66并由其驅(qū)動，以將對應(yīng)于記錄數(shù)據(jù)的一個已調(diào)制的磁場加到磁光盤1。
除去象上述那樣控制存儲器64以外，系統(tǒng)控制器57還以這樣一種方式控制記錄位置，即，從存儲器64讀出的處于脈沖串形式的記錄數(shù)據(jù)被連續(xù)地記錄在磁光盤1的記錄軌跡上。該記錄位置通過監(jiān)視由系統(tǒng)控制器57從存儲器64讀出脈沖串形式的記錄數(shù)據(jù)的記錄位置以及通過把指示關(guān)于該磁光盤1的記錄軌跡上的記錄位置的控制信號送到伺服控制電路56進(jìn)行控制。
下面來介紹磁光盤1的記錄/再生單元的再生系統(tǒng)。該再生系統(tǒng)被用來對連續(xù)地記錄于該磁光盤1的記錄軌跡上的已記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行再生。該再生系統(tǒng)包括一個解碼器71，一個重放輸出被送到該解碼器。該重放輸出是利用來自光記錄頭53的激光束跟蹤磁光盤1的記錄軌跡而產(chǎn)生的。由光記錄頭53檢測反射的激光束并由RF電路55轉(zhuǎn)換成雙電平數(shù)據(jù)。被記錄的數(shù)據(jù)不僅可以從磁光盤1讀出，還可以從與所謂密致盤同類的只讀(或單放)光盤上讀出。
解碼器71是上述記錄系統(tǒng)的編碼器65的對應(yīng)物，并執(zhí)行對于誤差校正的上述解碼或關(guān)于RF電路55的雙電平重放輸出的EFM解碼。解碼器71還以75區(qū)/秒的傳輸速率再生立體聲B模式ATC音頻數(shù)據(jù)，它比用于立體聲B模式的正常傳輸速率要快。由解碼器71獲得的重放數(shù)據(jù)送到一個存儲器72。
受系統(tǒng)控制器57的控制，存儲器72進(jìn)行其數(shù)據(jù)的讀與寫，其方式是其來自解碼器71的傳輸速率是75區(qū)/秒的重放數(shù)據(jù)以75區(qū)/秒傳輸速率的脈沖串形式寫在該存儲器中。以75區(qū)/秒的速率的脈沖串形式寫入存儲器72中的這種重放數(shù)據(jù)被以9.375區(qū)/秒的立體聲B模式的正常傳輸速率連續(xù)地從存儲器72讀出。
系統(tǒng)控制器57控制存儲器72，其方式是使得以75區(qū)/秒的傳輸速率將重放數(shù)據(jù)寫入存儲器72中，并以上述的9.375區(qū)/秒的傳輸速率從存儲器72中連續(xù)地讀出這些重放數(shù)據(jù)。在以上述方式控制存儲器72的同時，系統(tǒng)控制器57控制該重放位置，以使得在該系統(tǒng)控制器57之控制下以脈沖串形式寫入存儲器72的重放數(shù)據(jù)被連續(xù)地從磁光盤1的記錄軌跡上再生出來。重放位置被控制，以使得用于重放數(shù)據(jù)的重放位置受系統(tǒng)控制器57的監(jiān)視，并將一個指示該磁光盤1或光盤的記錄軌跡上的重放位置的控制信號發(fā)送到伺服控制電路56。
當(dāng)以9.375區(qū)/秒的傳輸速率連續(xù)地從存儲器72讀出而作為重放數(shù)據(jù)時獲得的立體聲B模式ATC音頻數(shù)據(jù)被送到ATC解碼器73。ATC解碼器73是記錄系統(tǒng)的ATC編碼器63的對應(yīng)物。ATC解碼器73還有由系統(tǒng)控制器57所指示的操作模式，其方式是，例如，該立體聲B模式ATC數(shù)據(jù)通過比特擴展的方式用8的因數(shù)進(jìn)行擴展以再生16比特的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。來自ATC解碼器73的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)被送到D/A轉(zhuǎn)換器74。
D/A轉(zhuǎn)換器74把來自ATC解碼器73的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)變換成模擬信號，以形成模擬音頻輸出信號AOUT。經(jīng)一個低通濾波器75，該模擬音頻輸出信號AOUT在一輸出端76被輸出。
下面來介紹上面提到的壓縮數(shù)據(jù)記錄和/或再生裝置的IC卡記錄單元。該模擬音頻輸入信號AIN從輸入端60經(jīng)過低通濾波器61送到一個A/D轉(zhuǎn)換器62以便量化。來自A/D轉(zhuǎn)換器62的數(shù)字音頻信號被送到一個附加壓縮器84，它是一個可變化特速率型的編碼器，執(zhí)行一種所謂的熵編碼。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)被從存儲器85讀出或?qū)懭朐摯鎯ζ鲿r，附加壓縮器單元84執(zhí)行熵編碼。來自附加壓縮單元84的、以可變比特速率被壓縮且編碼以進(jìn)行熵編碼的數(shù)據(jù)經(jīng)過一個IC卡接口電路86記錄在IC卡2上。通過增加正交變換數(shù)據(jù)組的尺度或擴大一頻域數(shù)據(jù)組的頻率寬度的方法，當(dāng)然有可能利用本發(fā)明實現(xiàn)一個恒定的低比特速率的記錄，以便使具有涉及量化和/或受量化噪聲影響而不受執(zhí)行諸如熵編碼的可變比特速率壓縮影響的輔助信息的數(shù)據(jù)組浮動。
同時，來自用于磁光盤1的記錄/再生單元的重放系統(tǒng)的解碼器71的壓縮數(shù)據(jù)(ATC數(shù)據(jù))不經(jīng)擴展被傳送，即直接送到IC卡記錄單元4的存儲器85。這種數(shù)據(jù)傳輸是由系統(tǒng)控制器57在所謂的高速復(fù)制期內(nèi)，對存儲器85的控制下實現(xiàn)的。也有可能從存儲器72將壓縮數(shù)據(jù)送到存儲器85。這種通過改變比特速率模式并通過降低比特速率而從磁光盤或光盤到IC卡的記錄適于記錄在每單元記錄容量具有高造價的IC卡上。由于這種方式不伴有頻率轉(zhuǎn)換，其中，取樣頻率不論主要的比特速率模式如何，不必相同，因而是人們所希望的。實際的附加壓縮是在附加壓縮單元84中執(zhí)行的。
現(xiàn)在來說明所謂的高速數(shù)字復(fù)制操作。在高速復(fù)制期間，鍵輸入單元58的復(fù)制鍵被啟動，以便在從系統(tǒng)控制器57發(fā)出的指令下執(zhí)行一個預(yù)制的高速復(fù)制。具體地說，來自解碼器71的壓縮數(shù)據(jù)直送到IC卡記錄系統(tǒng)的存儲器85，隨即由附加壓縮單元84作一個可變化特速率編碼處理。該編碼的數(shù)據(jù)再經(jīng)一IC卡接口電路86記錄在IC卡2上。如果立體聲B模式ATC音頻數(shù)據(jù)被記錄在磁光盤1上，以系數(shù)8所壓縮的數(shù)據(jù)則被從解碼器71連續(xù)地讀出。
結(jié)果是，在高速復(fù)制期間，對應(yīng)于用作立體聲B模式實時基礎(chǔ)的穩(wěn)態(tài)時間持續(xù)期8倍長的一個持續(xù)期的壓縮數(shù)據(jù)被連續(xù)地從磁光盤1產(chǎn)生出來。這種已壓縮數(shù)據(jù)被熵編碼或以低的恒定比特速率編碼，以記錄于IC卡，從而實現(xiàn)高達(dá)穩(wěn)定復(fù)制速率8倍的高復(fù)制速率。同時，在高速復(fù)制中的相乘因數(shù)據(jù)隨不同的壓縮模式而改變。以比用于壓縮的相乘因數(shù)高的速率而進(jìn)行高速復(fù)制也可實現(xiàn)，在此情形中，該磁光盤1被以快于穩(wěn)定轉(zhuǎn)速若干倍的速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
如圖2所示，應(yīng)注意到，不僅是已壓縮且已編碼的數(shù)據(jù)以一恒定的比特速率記錄在磁光盤1上，而且所記錄的還是涉及通過附加的壓擴方框3在數(shù)據(jù)的可變速率壓縮和進(jìn)行編碼之時的數(shù)據(jù)量的信息。通過這樣做，記錄在磁光盤1上且可記錄于IC卡2上的音樂數(shù)目的數(shù)字、以及可記錄于IC卡2上的音樂數(shù)目的組合可通過讀該數(shù)據(jù)量信息即時地得知。除去進(jìn)行熵編碼成為可變比特速率數(shù)據(jù)以外，從固定比特速率到較低比特速率模式的附加壓縮可在附加壓擴方框84執(zhí)行。
相反，如果涉及在以恒定比特速率進(jìn)行比特壓縮編碼之時的數(shù)據(jù)量以及以可變化特速率壓縮并進(jìn)行編碼所壓縮的數(shù)據(jù)的信息被記錄于該IC卡2上，則在傳輸數(shù)據(jù)時從IC卡2到磁光盤1的數(shù)據(jù)量，例如音樂數(shù)目，可被及時地得知。除去以可變比特速率壓縮和編碼的數(shù)據(jù)外，當(dāng)然可能以固定比特速率在IC卡2中記錄該已壓縮且已編碼的數(shù)據(jù)。
圖3是按照圖1設(shè)計構(gòu)成的壓縮數(shù)據(jù)記錄/再生裝置5的正視圖。裝置5有一個用于磁光盤或光盤的插入部分6和一個用于IC卡的插槽7。盤和IC卡可彼此分離地安置并以一電纜(未示出)連接。
現(xiàn)在來詳述高效壓縮及編碼。即參考圖4來說明用以對輸入的諸如音頻PCM信號的數(shù)字信號進(jìn)行高效率編碼的技術(shù)，例如采用子帶編碼(SBC)、自適應(yīng)變換編碼(ATC)和自適應(yīng)比特分配的技術(shù)。
在圖4所示的高效編碼裝置中，輸入數(shù)字信號的頻帶范圍被分成多個頻帶、以使得兩個相鄰的較低的多數(shù)頻帶是一個相等帶寬，并且沿頻率增加的方向上的帶寬逐漸變寬。輸入的數(shù)字信號從一個頻帶正交變換到另一個頻帶，以產(chǎn)生頻域頻譜數(shù)據(jù);該頻譜數(shù)據(jù)以比特數(shù)目進(jìn)行編碼;這些比特數(shù)目以用作較低頻率范圍的所謂臨界頻帶為基礎(chǔ)被自適應(yīng)地分配。這種自適應(yīng)分配考慮到了人的聽覺特點，如后面所述。此外，從用于更高頻率范圍的臨界頻帶再分割出更小寬度的頻帶，以便提高數(shù)據(jù)組浮動的效率。這種數(shù)據(jù)組通常令變得易受量化噪聲影響的數(shù)據(jù)組，它是基于所產(chǎn)生的量化噪聲的數(shù)據(jù)組。此外，利用本實施例，在正交變換以前，根據(jù)輸入信號，數(shù)據(jù)組的尺度或數(shù)據(jù)組的長度被自適應(yīng)地改變，并以數(shù)據(jù)組為基礎(chǔ)進(jìn)行浮動。
參考圖4，具有0至22KHZ的頻率范圍、取樣頻率是44.1KHZ的音頻PCM信號送到輸入端100。這些信號由一個諸如QMF濾波器的頻率分割濾波器101劃分成具有頻率范圍從0至11KHZ和頻率范圍從11至22KHZ的信號。具有頻率范圍從0至11KHZ的信號被類似地由一個諸如QMF濾波器的頻率分割濾波器102劃分成具有0至5.5KHZ頻帶的信號和具有5.5至11KHZ頻帶的信號。來自頻率分割濾波器101和102的不同頻帶的信號被送到一個正交換數(shù)據(jù)組尺度判定電路106，以便以頻帶為基礎(chǔ)確定其數(shù)據(jù)組尺度。利用正交變換數(shù)據(jù)組判定電路106，根據(jù)的數(shù)據(jù)組尺度例如11.6ms的長度是最大的數(shù)據(jù)組尺度。如果信號是暫屬穩(wěn)定，該正交換數(shù)據(jù)組的尺度被置于其最大值11.6ms，以便提高頻率的分辨度。如果信號暫屬非穩(wěn)定，該正交變換數(shù)據(jù)組的尺度對于頻率不高于11KHZ的頻帶和頻率高于11KHZ的頻帶分別地再分成四個和八個區(qū)，以改善時間分辨度。
在各種將上述輸入數(shù)字信號分割成多個頻帶的技術(shù)當(dāng)中，其中例如QMF濾波器在1976年的B.S.T.J技術(shù)的第55卷中由R.E.Crochiere的文章“子頻帶中的語言數(shù)字編碼”中討論過。濾波器劃分成等帶寬的技術(shù)在波士頓出版的1983年的ICASSP中由Joseph H.Rothweiler的“多相位正交濾波器-新的子帶編碼技術(shù)”一文中討論過。
再來參考圖4，各頻帶的頻率分割濾波器101和102的輸出被送到正交變換電路103、104和105。由正交變換尺度判定電路106確定的數(shù)據(jù)組的尺度被送到正交變換電路103至105，它們的輸出被分組，即按照數(shù)據(jù)組的尺度形成數(shù)據(jù)組，以便正交變換。圖5示出了正交變換數(shù)據(jù)組的尺度。因此，11.6ms(長模式)的數(shù)據(jù)組尺度或2.9ms(短模式)的數(shù)據(jù)組尺度被選作低至中頻范圍，而11.6ms(長模式)的數(shù)據(jù)組尺度或1.45ms(短模式)的數(shù)據(jù)組的尺度被選作高頻范圍。所選定的數(shù)據(jù)組尺度在端點111輸出并從此送到解碼電路。
作為上述正交變換的一個例子，有這樣的一種正交變換，其中的輸入音頻信號被分成預(yù)置長度(幀)的時間數(shù)據(jù)組，并由快速付立葉變換(FFT)、余弦變換(DCT)或修正的DCT(MDCT)處理，以將時域信號變換成頻域信號。有關(guān)MDCT的討論可以在由J.P.Princen和A.B.Bradly于1987年在ICASSP上發(fā)表的“以時域混淆消除為基礎(chǔ)的采用濾波器組設(shè)計的子帶/變換編碼”一文中找到。
鑒于覆蓋效應(yīng)，基于考慮上述臨界頻帶及數(shù)據(jù)組浮動被分割的頻譜數(shù)據(jù)而考慮到數(shù)據(jù)組的浮動，比特分配計算電路107計算每一臨界頻帶和從該臨界頻帶分出的每一頻帶的覆蓋量。此外，考慮到數(shù)據(jù)組的浮動，根據(jù)對于每一臨界頻帶和從該臨界頻帶分出的頻帶的能量或峰值，并根據(jù)覆蓋量，比特分配計算電路20計算用于各頻帶的被分配比特的數(shù)目，并將所得信息送到自適應(yīng)分配及編碼電路108。根據(jù)在比特分配計算電路107中分配給各自頻帶的比特數(shù)目，自適應(yīng)比特分配及編碼電路108再量化該頻譜數(shù)據(jù)或MDCT系數(shù)數(shù)據(jù)。以此種方式編碼的數(shù)據(jù)在輸出端110輸出。
圖6示出了一個示意方框電路圖，即一個比特分配計算電路107的具體實施例的設(shè)計，其中來自MDTC電路103至105的頻域頻譜數(shù)據(jù)被送到輸入端21。
頻域輸入數(shù)據(jù)被送到基于頻帶的能量計算電路22，該電路考慮了數(shù)據(jù)組浮動和覆蓋量，通過計算在各頻帶內(nèi)幅值的總和而得到臨界頻帶以及從該臨界頻帶分出的頻帶的能量。也可以采用峰值或均值來代替各頻帶的能量。作為能量計算電路22的輸出的指示，各頻帶的每一個幅度和值的頻譜成分在圖7中以SB所示。考慮到數(shù)據(jù)組浮動和覆蓋量，圖7中示出了B1至B12這樣12個頻帶，指示該臨界頻帶和從該臨界頻帶組分出的頻帶，以簡化繪圖。
可以看到，以預(yù)置加權(quán)函數(shù)相乘每一頻譜成分SB以考慮覆蓋效應(yīng)的操作是通過卷積的方式實現(xiàn)的。最后，基于頻帶的能量計算電路22的輸出，即，頻譜成分SB的每一個值被送到卷積濾波器電路22的輸出，即，頻譜成分SB的每一個值被送到卷積濾波器電路23。該卷積濾波器電路23的組成包括，多個延時部件，用于順序地延時輸入數(shù)據(jù);多個乘法器，例如25個與各頻帶相關(guān)聯(lián)的乘法器，用于倍增具有濾波器系數(shù)或加權(quán)函數(shù)的延時部件的輸出;以及一個加法器，用于取和各乘法器的輸出。通過這樣卷積，找到由圖7中虛線表示的各部分的和?！案采w”是指一種現(xiàn)象，由于人的聽覺的特性，在此現(xiàn)象中，某些信號被其它信號所掩蓋而聽不到了。覆蓋效應(yīng)可分類成由時域音頻信號產(chǎn)生的時域覆蓋效應(yīng)和由頻域信號產(chǎn)生的共生覆蓋效應(yīng)。借助于這種覆蓋效應(yīng)，出現(xiàn)在被覆蓋部分的任何噪聲就變得聽不見了。在實際的音頻信號中，在被覆蓋區(qū)內(nèi)的噪聲是一個允許噪聲。
以卷積濾波器23的各濾波器的倍乘系數(shù)或濾波器系數(shù)的實例為例，如果對于一個任選頻帶的乘法器M的系數(shù)是1，在乘法器M-1，M-2、M-3、M+1、M+2和M+3處的延時單元的輸出由系數(shù)0.15、0.0019、0.0000086、0.4、0.6和0.007所乘，其中的M是1至25的一個任意整數(shù)，以便執(zhí)行頻譜成分SB的卷積。
卷積濾波器電路23的輸出被送到一個減法器24，以便在卷積區(qū)內(nèi)找到與允許噪聲電平相對應(yīng)的電平α。同時，象下面要被描述的那樣，該可允許的噪聲電平α是這樣一個電平，它將對于每一個經(jīng)解卷積的臨界頻道給出一個可允許的噪聲電平。減法器24具有一容限函數(shù)(表示覆蓋電平的函數(shù))，以發(fā)現(xiàn)該α電平。通過增加或降低容限函數(shù)，控制電平α。該容限函數(shù)由一個(n-ai)函數(shù)產(chǎn)生器25提供，現(xiàn)解釋如下。
即，從等式(1)得到對應(yīng)于可允許噪聲電平的電平αα＝S-(n-ai)(1)其中i是從較低側(cè)開始順序地給予的臨界頻帶的數(shù)字，n與a是常數(shù)，其中a＞0，且S是已卷積的Bark頻譜的強度。在等式(1)中，(n-ai)表示容限函數(shù)。在本實施例中，通過設(shè)置使n＝38而a＝1，可以在不存有音色質(zhì)量缺陷的情況下實現(xiàn)最佳編碼。
以此方式確定、并被送到除法器26的電平α用于解卷積在已卷積區(qū)域內(nèi)的α電平。借助于這一解卷積，從電平α找到覆蓋頻譜。這種覆蓋頻譜屬于可允許的噪聲電平。雖然這種解卷積是屬于復(fù)雜的運算邏輯步驟，但借助于除法器26的使用，在本實施例中它是以一種簡化形式執(zhí)行的。
經(jīng)一合成電路27將覆蓋頻譜送到減法器28，該減法器28被提供有基于頻帶的能量檢測電路22的輸出，即上述的頻譜成分SB。如圖8所示，減法器28從頻譜SB中減去覆蓋頻譜，以便覆蓋頻譜成分SB中低于覆蓋頻譜MS電平的部分。
經(jīng)一個可允許噪聲校正電路30，減法器28的輸出信號在輸出端31輸出，并傳送到一個未示出的ROM，其中事先存有關(guān)于被分配比特數(shù)目的信息。根據(jù)減法電路28經(jīng)一可允許噪聲校正電路30所提供的輸出，即，根據(jù)各頻帶以及噪聲電平設(shè)置裝置的輸出能量之間的差之電平，該ROM輸出涉及用于每一頻帶的所分配的比特數(shù)的信息。這種涉及所分配比特數(shù)的信息被送到自適應(yīng)比特分配和編碼電路108，以使得來自MDCT電路103至105的頻域頻譜數(shù)據(jù)以分配給各頻帶的比特數(shù)而被量化。
總之，考慮到數(shù)據(jù)組的浮動，根據(jù)覆蓋量以及在噪聲電平設(shè)置裝置的輸出和臨界頻帶及從該臨界頻帶分出的頻帶中的能量之間的差之電平，自適應(yīng)比特分配及編碼電路108利用分配的比特數(shù)對基于頻帶的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行量化。考慮到在合成電路27的上游所產(chǎn)生的延時，提供有延量電路29用以對來自能量檢測電路22的頻譜成分SB進(jìn)行延時。
合成電路27將覆蓋頻譜MS和來自最小聽力曲線RC的數(shù)據(jù)合成。該RC曲線出自最小聽力曲線產(chǎn)生電路32，它表示了如圖9所示的人的聽覺特性。如果絕對噪聲電平低于最小聽力曲線，該噪聲就聽不到了。即使其編碼是以同一方式形成，但最小聽力曲線不同于在重放電平中的差值。然而，在實際的數(shù)字系統(tǒng)中，在音樂當(dāng)中，由于在進(jìn)入16比特動態(tài)范圍的方式中沒有明顯的不同，因而可以假設(shè)，如果對人耳最敏感的4KHZ頻率的鄰近頻率范圍內(nèi)的量化噪聲聽不到的話，則在任何其它頻率范圍上低于該最小可聽曲線電平的噪聲聽不到的話，則在任何其它頻率范圍上低于該最小可聽曲線電平的噪聲都聽不到。假設(shè)該記錄/重放裝置被采用，以使得在4KHZ(對于由該系統(tǒng)采用的一個字長)鄰近的噪聲不被聽到、而且通過最小聽力曲線RC和覆蓋頻譜MS的合成獲得可允許噪聲電平的話，該可允許噪聲電平可達(dá)到由圖四中的陰影線所指示的電平。在本發(fā)明實施例中，最小聽力曲線的4KHZ電平與對應(yīng)于諸如20比特的最小電平相匹配。在圖9中，還示出了信號頻譜SS。
此外，根據(jù)來自校正信息輸出電路33的等音量曲線信息，可允許的噪聲校正電路30校正在減法器28的輸出信號中的可允許噪聲電平。等音量曲線是涉及人耳聽覺特性的特性曲線，它是通過以與1KHZ的純聲調(diào)的同樣的音量收聽不同頻率而發(fā)現(xiàn)其聲壓、并通過將這些聲壓的一條曲線相連接而得到的。它也被稱作一個等音量靈敏度曲線。該等音量曲線還勾畫出一條實質(zhì)上與圖9所示的最小聽力曲線相同的曲線。利用該等音量曲線，即使是聲壓從1KHZ的聲音降低了8到10db，在4KHZ鄰近的聲音聽起來也與1KHZ的聲音有同樣的響度。相反，對于在50KHZ鄰近的聲音，除非是其聲壓比1KHZ的聲音的聲壓高出大約15個db，它不可能聽起來與1KHZ的聲音有同樣的音響。因此可以看到，超過最小聽力曲線并在可允許噪聲電平之內(nèi)的噪聲最好是具有由一個與等音量曲線相吻合的曲線所表示的頻率特征。因而可以看到，從等音量曲線的觀點來看，可允許噪聲電平的校正是與人的聽覺特性相一致的。
同時，根據(jù)在量化時間內(nèi)在自適應(yīng)比特分配及編碼電路108處的輸出信息(數(shù)據(jù)量)量的檢測輸出和最終編碼數(shù)據(jù)的目標(biāo)比特率之間的誤差，校正信息輸出電路33可設(shè)計來校正可允許噪聲電平。也有這樣的情況，即，通過對完全的比特分配單元數(shù)據(jù)組的瞬時自適應(yīng)比特分配所獲的比特總數(shù)不同于由最終編碼數(shù)據(jù)比特率所確定的預(yù)置比特數(shù)(比特目標(biāo)數(shù))，因而使比特分配被重作，以使得其差變?yōu)榱?。就是說，如果已分配的比特總數(shù)小于比特的目標(biāo)數(shù)，則對應(yīng)于該差的比特被自適應(yīng)地分配到各個單元數(shù)據(jù)組，反之，如果是已分配的比特總數(shù)大于比特的目標(biāo)數(shù)，則對應(yīng)于其差的比特被扣除地分配到各個單元的數(shù)據(jù)組。
最終，根據(jù)誤差數(shù)據(jù)，來自目標(biāo)數(shù)目的分配比特的總數(shù)中的一個誤差被檢測，并且，用于校正分配比特數(shù)目的校正數(shù)據(jù)由校正信息輸出電路33輸出。如果該誤差數(shù)據(jù)指示出比特數(shù)目的短缺，其每個單元數(shù)據(jù)組有可能采用更多比特，以使得數(shù)據(jù)量超過比特的目標(biāo)數(shù)。如果誤差數(shù)據(jù)指示比特數(shù)的超出，有可能每單元數(shù)據(jù)組較少的比特數(shù)就足夠，從而使數(shù)據(jù)的總量少于該目標(biāo)數(shù)。結(jié)果是，校正信息輸出電路33響應(yīng)該誤差數(shù)據(jù)以輸出校正值，由此，根據(jù)等音量曲線的信息，校正在減法器28一個輸出端的可允許噪聲電平。校正值送到可允許噪聲校正電路30，以校正來自減法器28的可允許噪聲。利用上述的系統(tǒng)，通過用于量化的輔助信息來處理正交變換輸出頻譜所獲得的數(shù)據(jù)作為主信息，而指示數(shù)據(jù)組浮動或字長數(shù)據(jù)狀態(tài)的標(biāo)度因數(shù)產(chǎn)生作為用于量化的輔助信息。主信息和輔助信息被從編碼器送到解碼器。
比特分配計算電路107被設(shè)計為如圖10例所示。通過參考圖10，來介紹不同于上述比特分配技術(shù)的下述有效的比特分配技術(shù)。
經(jīng)圖10中的輸入端300，圖4中的MDCT電路103至105的輸出被送到適于計算基于頻帶能量的一個能量計算電路301。在基于頻帶能量的計算電路301中，對于較高頻的每一臨界頻帶和每一組分的頻帶的信號能量由計算在各頻帶中的幅度均方根值而得到。同時，可采用該幅度的峰值或均方根值來取代基于頻帶的能量。
對于較高頻的各臨界頻帶或從該臨界頻帶分出的頻帶之和的基于頻帶的頻譜成分作為從能量計算電路301的輸出而成為圖7所示的頻譜成分SB(Bark頻譜)。
在本實施例中，如果指示MDCT系數(shù)的比特數(shù)目用來以1Kbits/S發(fā)送或記錄，在使用1Kbits的本實施例中則形成一個固定的比特分配圖案。在本實施例中，提供用于固定比特分配的多個比特分配圖案并根據(jù)信號的性質(zhì)而有選擇地使用。在本實施例中，固定比特分配電路307具有多個圖案，其中對應(yīng)于1Kbits的短時間數(shù)據(jù)組的比特分布于不同的頻率。固定比特分配電路307包括具有不同比特分配比率的多個圖案，用于中至低頻，及用于高頻。對于較小的信號幅度具有較少的分配到高頻的比特數(shù)選用這種圖案。以這種方式，就有可能利用音響效應(yīng)的優(yōu)點，其效應(yīng)是對于較高的頻率的靈敏度對于較小的信號幅度變得較低。雖然整個范圍信號的幅度可被用作信號幅度，但也可以利用一個MDCT輸出或包括諸如一個濾波器的非分組頻率分割電路的一個輸出。該1Kbits的可用比特數(shù)設(shè)置為例如輸入電路305的可用總比特數(shù)。該比特總數(shù)可從外界輸入。
能量計算電路301的輸出還被送到一個能量從屬比特分配電路306，該電路從基于頻帶的能量得到能量從屬比特分配圖案。該能量從屬比特圖案如此設(shè)置，即一個給定頻帶的能量越大，分配給該頻帶的比特數(shù)也越大。
參考圖10，固定比特分配圖形和根據(jù)Bark頻譜(頻譜SB)的比特分配之間的分布比率由指示信號頻譜平滑度的一個索引置定。即在本實施例中，能量計算電路301的輸出被送到一個頻譜平滑度計算電路302，在其中，以信號頻譜成分的和所劃分的信號頻譜成分相鄰值之間的差值的絕對值之和被發(fā)現(xiàn)且被用作信號頻譜平滑度(音調(diào))的索引。一旦這種單調(diào)被確定，即在比特分布比率判定電路304中得到上述的分配比率。同時，該分布比率用于改變固定比特分配和能量從屬的能量分布之間的加權(quán)比率。
來自比特分配比率判定電路304的比特分布率數(shù)據(jù)送到乘法器312。乘法器312還被提供有固定比特分布電路307的輸出，同時，能量從屬比特分布電路306的輸出被送到乘法器311。乘法器311和312的輸出送到取和電路308。即，由固定比特分布確定的比特數(shù)以及由頻譜從屬比特分布確定的比特數(shù)(根據(jù)臨界頻帶和從該臨界頻帶分出的用于高頻的頻帶的能量)的每一個都由上述的分布率的值相乘，產(chǎn)生的乘積由取和電路308相加。產(chǎn)生的和數(shù)據(jù)經(jīng)輸出端309(基于頻帶的比特分配的輸出端)送到用于量化的下行電路。
在此處的比特分配的方式如圖11b和12b中所示。相關(guān)的量化噪聲的狀態(tài)如圖11a和12a所示。圖11a和11b示出了一個較平坦信號頻譜，而圖12a和12b示出了展現(xiàn)出高頻音調(diào)的信號頻譜。在圖11b和12b中，QS表示取決于比特量的信號電平，而QF表示對應(yīng)于固定比特分配的比特量。圖11a和12a中，L表示信號電平，而NS與NF分別表示依賴于噪聲降低的信號電平及起因于固定比特分配的噪聲電平。
在圖11b中示出了較平坦信號頻譜，起因于固定比特分配一個較大量的比特分配用于確保在整個頻率范圍內(nèi)的一個較大信噪比?？墒牵鐖D11b所示，較小數(shù)目的比特被分配用于低頻和高頻范圍，因為這些范圍對聽覺不那么關(guān)鍵。如圖11以QS所示的那樣，借助于用于低頻與高頻的較少比特數(shù)的信號電平從屬分配，具有較大信號幅度的頻帶的噪聲電平被有選擇地降低。結(jié)果是，對于一較平坦的信號頻譜來說，頻率范圍選擇性變寬。
相反，如果象圖12b所示那樣，該信號頻譜指示高音調(diào)，則由信號電平從屬比特分配確定的一個大的比特數(shù)被用來降低由圖12a中的NS所指示的一個極窄頻帶的量化噪聲。這就改善了單獨的頻譜輸入信號的特性。而且，借助由固定比特分配所確定的較少的比特數(shù)，該噪聲電平可在一寬頻率范圍上被無選擇地降低。
再看圖4，來解釋自適應(yīng)比特分配和編碼電路108。在本實施例中，有兩種比特速率模式A和B，例如，比特速率的A模式具有128Kbps/頻道，而比特速率的B模式具有1/2的A模式的比特速率，即64Kbps/頻道。然而也可以是多于兩個比特速率的模式。
首先解釋模式A(A-模式)的編碼方法。圖13和14示出了用于A模式數(shù)據(jù)組浮動頻帶劃分的典型實例。在圖13中，正交變換數(shù)據(jù)組尺度是11.6ms，而在圖14中，頻率范圍被分成4個和8個分別用于低頻至中頻范圍和用于高頻范圍的頻帶，數(shù)據(jù)組浮動頻帶的總數(shù)是相同的且等于52。至于作為頻率分割濾波器101和102的輸出的數(shù)據(jù)組浮動頻帶的數(shù)目，有20個數(shù)據(jù)組浮動頻帶用于低頻范圍和16個數(shù)據(jù)組浮動頻帶用于中頻至高頻范圍。由于不論正交變換數(shù)據(jù)組的尺度如何，這些數(shù)目都保持固定，所以既使該正交變換數(shù)據(jù)組的尺度獨立地從一個頻帶受到另一個頻帶，也不會有什么便利。例如，如果低頻范圍和中頻至高頻范圍分別按照圖14和13所示那樣進(jìn)行分割，假設(shè)僅對于低頻的區(qū)域，數(shù)據(jù)組尺度是1.6ms用4除，而對于中至高頻率區(qū)域數(shù)據(jù)組尺度是11.6ms則用于數(shù)據(jù)組浮動頻帶的總數(shù)則等于52。在自適應(yīng)比特分配編碼電路108中，其中有對于52個數(shù)據(jù)組浮動頻帶的每一個作為標(biāo)度因數(shù)和字長相吻合的信息數(shù)據(jù)，根據(jù)該相吻合的標(biāo)度因數(shù)和字長，將頻率數(shù)據(jù)量化并編碼。
已編碼的數(shù)據(jù)在輸出端110輸出，以用于記錄和傳輸。
接下來解釋用于B模式的編碼方法。由于用于B模式的比特速率是用于A模式的比特速率的一半，如果編碼的方法保持與用于B模式的方法一樣，則輔助信息，諸如標(biāo)度因數(shù)、字長度之類的信息量不改變，而只有主信息、即頻譜數(shù)據(jù)的量被縮小。即，利用B模式，輔助信息在全部信息量中的比率被增加，因而與A模式相比其編碼效率下降。如果比特速率減半，則希望不僅是主信息的量而且是輔助信息的量值也被減至一半或更少。在本實施例中，輔助信息量的減少是通過獲得在兩個暫時相鄰的數(shù)據(jù)組之間的輔助信息之值而實現(xiàn)的。即，當(dāng)與用作A模式的信息量相比，對于B模式來說將輔助信息量減半。由于用于A模式的輔助信息量是與數(shù)據(jù)組頻帶數(shù)目量基本一樣，它等于52/11.6ms。對于B模式來說，由于該數(shù)據(jù)組浮動頻帶是隨著時間標(biāo)度的擴展而被擴展，該輔助信息量等于52/23.2ms。因而，在用于B模式的相同時間間隔內(nèi)的輔助信息量是用于A模式的一半。圖15至17示出了用于B模式數(shù)據(jù)組浮動頻帶劃分的一個例子。
在圖15的曲線中，兩個暫時相鄰數(shù)據(jù)組的正交變換數(shù)據(jù)組尺度為長模式。由實線所勾繪的區(qū)域的每一個表示一個正交變換數(shù)據(jù)組，而每一個陰影區(qū)指示一個單個數(shù)據(jù)組浮動頻帶或由一個且同一個輔助信息代表的區(qū)域。
即，圖15中所示的數(shù)據(jù)組浮動頻帶是通過沿如圖13中所示的用于A模式的時間標(biāo)度的兩個相鄰數(shù)據(jù)組浮動頻帶的組合而形成的。從另一個說法來談，對于圖13中A模式而言設(shè)置用于兩個暫時相鄰數(shù)據(jù)組浮動頻帶的輔助信息被共用，以使得同一輔助信息被設(shè)置用于這兩個數(shù)據(jù)組浮動頻帶。
如果沿頻率標(biāo)度看，數(shù)據(jù)組浮動頻帶和輔助信息之間的關(guān)系與圖13中所示的關(guān)系相同。
在圖16的曲線中，兩個暫時相鄰數(shù)據(jù)組的正交變換數(shù)據(jù)組的尺度都是短模式。實線所勾劃的區(qū)域的每一個都表示一個正交變換數(shù)據(jù)組，而陰影區(qū)的每一個表示一個單一的信號數(shù)據(jù)組浮動頻帶。即，圖16中所示的數(shù)據(jù)組浮動頻帶是通過對圖14中A模式的沿時間標(biāo)度相鄰的兩個數(shù)據(jù)組浮動頻帶的組合而被形成。沿頻率標(biāo)度將頻率劃分成頻帶的方式與圖14中所示的方式相同。
在圖17所示的曲線中，在兩個暫時相鄰數(shù)據(jù)組之間的正交變換數(shù)據(jù)組尺度是不同的，即，這些數(shù)據(jù)組的正交變換數(shù)據(jù)組尺度是長和短模式的組合。由實線勾劃出的面積的每一個表示一個正交變換數(shù)據(jù)組，而陰影區(qū)的每一個表示一個單一數(shù)據(jù)組浮動頻帶。在圖17中，具有短模式正交變換數(shù)據(jù)組尺度的數(shù)據(jù)組，即用于0-11.6ms中頻范圍以及11.6至23.2ms的低頻與高頻范圍的數(shù)據(jù)組與圖16中示出的短模式數(shù)據(jù)組相同。
更詳細(xì)地說，沿圖14所示A模式的數(shù)據(jù)組浮動頻帶的時間標(biāo)度暫時相鄰的兩個頻帶被共組在一塊兒，換句話說，設(shè)置在兩個暫時相鄰數(shù)據(jù)塊浮動頻帶中的輔助信息被共用，以使得同一輔助信息被設(shè)置得用于兩個數(shù)據(jù)組浮動頻帶。
沿頻率標(biāo)度來看，頻率分成頻帶的方式以及數(shù)據(jù)組浮動頻帶和輔助信息之間的關(guān)系與圖14所示情況保持相同。
至于說具有長模式正交變換數(shù)據(jù)組尺度的數(shù)據(jù)組、即在圖17中所示的用于0至11.6ms的低和高范圍及用于11.6至23.2ms的中范圍的數(shù)據(jù)組，由于在這些數(shù)據(jù)組中的數(shù)據(jù)組浮動頻帶在沿時間標(biāo)度上不被劃分，則不可能沿時間標(biāo)度組合頻帶或在兩個相鄰數(shù)據(jù)組浮動頻帶之間使用共用的輔助數(shù)據(jù)，沿頻率標(biāo)度上彼此相鄰的兩個頻帶被組成一個頻帶作為特殊范圍。另一方面，為沿頻率刻度上彼此相鄰的兩個浮動頻帶所設(shè)置的輔助信息被共用，以便相同的輔助信息被設(shè)置為這兩個數(shù)據(jù)組浮動頻帶。若觀察沿時間標(biāo)度的情況，在數(shù)據(jù)組浮動頻帶和輔助信息之間的關(guān)系與圖13中所示的情況相同。
因此，與A模式的情況相比較，對于取自B模式輔助數(shù)據(jù)數(shù)目來說，沿時間標(biāo)度或頻率標(biāo)度的兩個彼此相鄰數(shù)據(jù)組浮動頻帶被共用，或者是，沿時間標(biāo)度或頻率標(biāo)度的兩個彼此相鄰的數(shù)據(jù)組設(shè)置的輔助信息被共用。這使得同一輔助信息被用于這兩個數(shù)據(jù)組浮動頻帶。結(jié)果是，可以防止主信息隨比特率的減低而被明顯地減弱，同時改善編碼效率。
圖18示出了用于B模式的自適應(yīng)比特分配和編碼電路108的實例，其中，用于上述頻譜數(shù)據(jù)(MDCT系數(shù))的正交變換數(shù)據(jù)組尺度和頻譜數(shù)據(jù)的信息被分別加到端點401和402。涉及正交變換數(shù)據(jù)組尺度的信息送到一個標(biāo)度因數(shù)重設(shè)電路405和一個字長重設(shè)電路406，而頻譜數(shù)據(jù)(MDCT系數(shù))送到量化器408。
在為A模式的數(shù)據(jù)組浮動頻帶劃分之時為各頻帶所設(shè)置并經(jīng)一輸入電路403而提供的用于暫時相鄰的兩個浮動頻帶的標(biāo)度系數(shù)A由標(biāo)度系數(shù)重置電路405成組在一起，以使得用于B模式的標(biāo)度系數(shù)B被重設(shè)置。通常，兩個標(biāo)度系數(shù)A中較大的一個被選擇并用作共同標(biāo)度系數(shù)。
類似地，由字長重設(shè)電路406從字長A重設(shè)用于B模式的字長B，其中字長A是在劃分成數(shù)據(jù)組浮動頻帶之時對于各頻帶所設(shè)置的，并通過輸入電路404提供。例如，在重設(shè)該字長過程中，兩個字長A中較大的一個被選擇。另一方面，這兩個字長A的均值可被采用。
同時，標(biāo)定因數(shù)A和字長A的兩個數(shù)據(jù)組(23.2ms)的每一個被作為一個單元分別地送到重設(shè)電路405和406。
重設(shè)的字長數(shù)據(jù)隨之由字長重設(shè)電路406校正，以校正由與比特總數(shù)連系的重設(shè)操作產(chǎn)生的誤差。重設(shè)的標(biāo)度因數(shù)B和字長B被送到量化408和編碼器409，以便在頻譜數(shù)據(jù)的量化期間被采用。經(jīng)量化和編碼的頻譜數(shù)據(jù)被作為編碼數(shù)據(jù)B在端410輸出。
在前述內(nèi)容中，已經(jīng)描述了用于編碼按時間順序的PCM信號之編碼裝置的功能。參考圖19的實施例，現(xiàn)來說明從A模式的編碼數(shù)據(jù)到B模式的編碼數(shù)據(jù)以及從B模式的編碼數(shù)據(jù)到A模式的編碼數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。
首先談從A模式到B模式的轉(zhuǎn)換。以A模式編碼的已編碼數(shù)據(jù)送到輸入端501，而編碼的正交變換數(shù)據(jù)組尺度信息送到輸入端503。該正交變換數(shù)據(jù)組尺度信息在編碼轉(zhuǎn)換電路508中進(jìn)行碼轉(zhuǎn)換，從表示用于A模式的正交變換數(shù)據(jù)組尺度的碼變換成表示用于B模式的相應(yīng)的碼。經(jīng)碼轉(zhuǎn)換的信息被送到一個比特分配計算電路507，而且在輸出端513輸出。
碼轉(zhuǎn)換器508的功能只是簡單把用于A模式的兩個數(shù)據(jù)組的正交變換數(shù)據(jù)組尺度信息成組在一起，以便通過用于B模式的編碼對結(jié)果信息進(jìn)行編碼而不引起在信息內(nèi)容上的任何改變。
編碼數(shù)據(jù)A被送到自適應(yīng)比特分配和解碼電路505，在那里通過解碼和反向量化而被恢復(fù)成頻譜數(shù)據(jù)。產(chǎn)生的頻譜數(shù)據(jù)被送到比特分配和計算電路507用于比特分配。比特分配和計算電路507與上述的比特分配與計算電路107具有同樣的功能。
恢復(fù)的頻譜數(shù)據(jù)被送到一個用于B模式的自適應(yīng)比特分配和編碼電路506，以便按照上述的B模式進(jìn)行編碼。經(jīng)量化和編碼的數(shù)據(jù)B在輸出端511被輸出。因此，借助于包括用于A模式的解碼電路以及用于B模式的編碼電路的組合的簡化電路實現(xiàn)了從A模式到B模式的轉(zhuǎn)換，以使得能夠高速轉(zhuǎn)換。
對于從B模式到A模式的轉(zhuǎn)換，已編碼的數(shù)據(jù)B(以B模式編碼)被送至輸入端512，而已編碼的正交變換數(shù)據(jù)組尺度信息被送到一個輸入端514。正交變換數(shù)據(jù)組尺度信息由一個碼轉(zhuǎn)換器509從表示用于B模式的正交變換數(shù)據(jù)組尺度的編碼被碼轉(zhuǎn)換成表示用于A模式的正交變換數(shù)據(jù)組尺度的碼。經(jīng)碼轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)組尺度信息被送到一個格式轉(zhuǎn)換電路510，而且在輸出端504輸出。
碼轉(zhuǎn)換器509的功能與碼轉(zhuǎn)換器508的功能相反，其功能只是簡單地把用于B模式的已編碼正交變換數(shù)據(jù)組尺度信息分成用于A模式的兩個數(shù)據(jù)組的編碼數(shù)據(jù)。
該已編碼的數(shù)據(jù)B被送到格式轉(zhuǎn)換電路510，在被從輸出端502輸出之前，這些已編碼數(shù)據(jù)被直接地轉(zhuǎn)換成A模式格式的數(shù)據(jù)。在兩個模式之間，比特速率沒有實質(zhì)的改變，從而使只有大致為一半的主信息被用于A模式格式。也可能實現(xiàn)由按照上述的從A模式到B模式轉(zhuǎn)換進(jìn)行編碼之后進(jìn)行比特解碼和再分配。然而，這樣做會使得即使實質(zhì)信息量增加，也會因重新量化引進(jìn)音質(zhì)劣變。由于可以通過格式轉(zhuǎn)換實現(xiàn)從B模式到A模式的轉(zhuǎn)換，即通過簡單的編碼數(shù)據(jù)重新排列實現(xiàn)，所以轉(zhuǎn)換的速度可被進(jìn)一步提高。
參考圖20來說明解碼裝置。在頻域中已編碼的數(shù)據(jù)從圖4的輸出端110送到輸入端210。該已編碼的數(shù)據(jù)先被送到解碼電路208進(jìn)行自適應(yīng)比特分配，再被解碼成在頻域中的頻譜數(shù)據(jù)。
正交變換數(shù)據(jù)組尺度信息從圖19中的編碼裝置送到輸入端211，從而送到用于不同頻道的反向正交變換電路203、204和205。就上述頻譜數(shù)據(jù)來說，用于從0至5.5KHZ頻帶的數(shù)據(jù)送到反向轉(zhuǎn)換電路203，用于從5.5至11KHZ頻帶的數(shù)據(jù)送到反向轉(zhuǎn)換電路204，而用于從11至22KHZ頻帶的數(shù)據(jù)送到反向轉(zhuǎn)換電路205。借助于從203至205的電路，根據(jù)上述的正交數(shù)據(jù)組尺度信息對這些頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行反向正交變換。
反向正交變換電路204和205的輸出由一個頻帶合成濾波器202所合成，而反向正交變換電路203和該合成濾波器202的輸出由頻帶合成濾波器201所合成，以便在輸出端200作為重放信號輸出。
本發(fā)明并不局限于上述的實施例。例如，兩個記錄/重放介質(zhì)可以用數(shù)據(jù)傳輸電纜所互連而不需將兩個介質(zhì)裝入一個系統(tǒng)中。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于一個PCM信號，而且還可用于數(shù)字語音信號或數(shù)字視頻信號。上述最小聽力曲線的合成也可以不考慮，在此種情況中，最小聽力曲線產(chǎn)生電路32或合成電路27可被略去，而減法器24的輸出可以直接地經(jīng)除法器26之后送到減法器28。此外，可以采用多種的比特分配技術(shù)，例如固定比特分配、基于信號頻帶能量的比特分配以及包含固定比特分配和可變比特分配之組合的比特分配。
如上所見，本發(fā)明提供了用于將壓縮的數(shù)據(jù)記錄到一記錄介質(zhì)上的一種裝置及其方法，由于不受用于不同模式的比特速率性質(zhì)的不同的影響而采用同一取樣頻率，從而有可能防止取樣頻率信號產(chǎn)生電路及其硬件規(guī)模上的增加。
當(dāng)以低比特速率進(jìn)行編碼時，借助于對時域中彼此相鄰的多個數(shù)據(jù)組浮動頻帶、或?qū)υ谝粋€且為同一個時間組的用于記錄或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組中沿頻域彼此相鄰的多個數(shù)據(jù)組浮動頻帶使用同樣的輔助信息，并且通過正交變換數(shù)據(jù)組尺度來改變輔助信息將被其共用的數(shù)據(jù)組浮動頻帶的組合，使得有可能在降低輔助信息量的同時使對量化和編碼效率的影響減至最小。所節(jié)省的輔助信息可分配給主信息，以便改善量化及編碼效率。
如果希望把高比特速率模式壓縮信號轉(zhuǎn)換成用于長時間記錄的低比特率模式信號，可以通過只在頻域中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而無需將原始頻域壓縮信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的時域信號來產(chǎn)生該低比特速率的壓縮信號。由于正交變換、反向正交變換和頻帶劃分及合成濾波的過程可被省去，因而可實現(xiàn)高速信號的傳輸。
權(quán)利要求
1.一種用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的裝置，其中數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生沿時間和頻率的多個二維數(shù)據(jù)組的信號成分，用于沿時間和頻率的兩個二維數(shù)據(jù)組的每一個的信號成分被量化和被壓縮，以便與用于沿著時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個的信息壓縮參數(shù)一起被記錄或被傳輸；和/或其中利用沿時間和頻率的用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)再生或接收沿時間和頻率的每一個二維數(shù)據(jù)組中的信息壓縮信號成分，其中的改進(jìn)包括用于進(jìn)行成組裝置，在記錄、傳輸、再生和接收的至少一項以前，對用于至少兩個所說的二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組。
2.如權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括對在時域中排列的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置。
3.如權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括用于將在頻域中排列的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的裝置。
4.如權(quán)利要求2或3的裝置，進(jìn)一步包括用于將至少排列在頻域和時域之一中的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的裝置。
5.如權(quán)利要求2的裝置，進(jìn)一步包括用于將排列在時域中且彼此相鄰的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的裝置。
6.如權(quán)利要求3的裝置，進(jìn)一步包括用于將排列在頻域中且彼此相鄰的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的裝置。
7.如權(quán)利要求5或6的裝置，進(jìn)一步包括用于將至少排列在頻域和時域之一中的至少兩個彼此相鄰的二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的裝置。
8.一種具有對壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、再生、傳輸和/接收的裝置，其中的數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生沿時間和頻率的多個二維數(shù)據(jù)組的信號成分，用于沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個的信號成分被量化和被壓縮，以便與用于沿著時間和頻率二維數(shù)據(jù)組的每一個的信息壓縮參數(shù)一起被記錄或被傳輸;和/或其中利用沿時間和頻率的用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)再生或接收沿時間和頻率的每一個二維數(shù)據(jù)組中的信息壓縮信號成分，其中的改進(jìn)包括利用基于一所選模式的一個信息比特速率而被改變的信息壓縮參數(shù)的數(shù)目，用于改變多個信息比特速率數(shù)目的裝置。
9.如權(quán)利要求8的裝置，進(jìn)一步包括用于響應(yīng)于選定模式的較高比特速率來增加信息壓縮參數(shù)數(shù)目的裝置。
10.如權(quán)利要求8的裝置，進(jìn)一步包括用于響應(yīng)于所選模式的較低信息比特速率來減少信息壓縮參數(shù)的數(shù)目的裝置。
11.如權(quán)利要求9或10的裝置，進(jìn)一步包括用于正比于所選模式的信息比特速率來改變信息壓縮參數(shù)數(shù)目的裝置。
12.如權(quán)利要求11的裝置，進(jìn)一步包括，用于將排列在時間標(biāo)度和頻率標(biāo)度至少之一中的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起以便實現(xiàn)信息壓縮參數(shù)數(shù)目減少的裝置。
13.如權(quán)利要求11的裝置進(jìn)一步包括，用于將排列在時間標(biāo)度和頻率標(biāo)度至少之一中的至少兩個相鄰二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起以便實現(xiàn)信息壓縮參數(shù)數(shù)目減少的裝置。
14.如權(quán)利要求12或13的裝置，進(jìn)一步包括，用于將在數(shù)目上變得大于具有較低信息比特速率的那些模式的信息壓縮參數(shù)成組在一起的裝置。
15.如權(quán)利要求14的裝置，進(jìn)一步包括用于將與每一模式的信息比特速率成反比地增加的信息壓縮參數(shù)成組在一起的裝置。
16.如權(quán)利要求15的裝置，進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生至少屬于一個數(shù)據(jù)組浮動數(shù)據(jù)組和一個量化噪聲產(chǎn)生抑制數(shù)據(jù)組之一的至少一個二維數(shù)據(jù)組的裝置。
17.如權(quán)利要求7或16的裝置，其中的輸入信號是一個音頻信息，進(jìn)一步包括一個裝置，用于將至少多數(shù)量化噪聲抑制數(shù)據(jù)組的頻率寬度設(shè)置成朝更高的頻率方向為更寬。
18.如權(quán)利要求17的裝置，進(jìn)一步包括用于將同一取樣頻率用于所模式的裝置。
19.如權(quán)利要求7或16的裝置，進(jìn)一步包括，正交變換裝置，用于將數(shù)字信號分割成多個頻率成分，以產(chǎn)生沿時間和頻率的多個二維數(shù)據(jù)組中的信號成分;以及反向正交變換裝置，以便將沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中的信號轉(zhuǎn)換成在時域中的數(shù)字信號。
20.如權(quán)利要求19的裝置，進(jìn)一步包括的裝置有用于將數(shù)字信號分割成多個頻率成分，該多個頻率成分被分成多個頻帶，以沿時間和頻率產(chǎn)生在二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，對每一頻帶的每一數(shù)據(jù)組進(jìn)行正交變換以產(chǎn)生系數(shù)數(shù)據(jù);和裝置用于通過反向正交變換將在頻域中的多頻帶中的信號轉(zhuǎn)換成時域中的信號，反向正交變換是對于在頻域中的多個頻帶的每一個、在多個頻帶中的每一個頻帶中的信號進(jìn)行;以及裝置用于合成這種反向正交變換的信號，以產(chǎn)生在時域中的合成信號。
21.如權(quán)利要求19和20的裝置，進(jìn)一步包括，用于改變正交變換成反正交變換至少之一的數(shù)據(jù)組尺度的裝置。
22.如權(quán)利要求20或21的裝置，進(jìn)一步包括，用于進(jìn)行選擇的裝置，使得在正交變換成頻域中的多個頻帶之前的時域信號劃分出的至少一個頻率寬度上的在最低頻率范圍內(nèi)的兩個連續(xù)頻帶和根據(jù)頻域中多個頻帶的合成隨即反正交變換成時域中的信號的頻帶寬度相同。
23.如權(quán)利要求22的裝置，進(jìn)一步包括用于選擇的裝置，使得對于至少一個時域信號劃分的頻率寬度在正交變換成多個在頻域中的頻帶、且合成的時域信號隨即反正交變換成在時域中的信號之前，沿較高頻率方向變得較寬。
24.如權(quán)利要求23的裝置，其中的正交變換是一個修正的離散余弦變換，而反正交變換是一個反向修正的離散余弦變換。
25.如權(quán)利要求23的裝置，其中的用于選擇的裝置選擇正交變換數(shù)據(jù)組尺度與所有的具有不同信息比特速率的模式中相同。
26.如權(quán)利要求25的裝置，進(jìn)一步包括在具有不同信息比特速率的模式之間用于轉(zhuǎn)換壓縮數(shù)據(jù)的裝置，這種轉(zhuǎn)換是對在頻域中的信號成分進(jìn)行的。
27.如權(quán)利要求26的裝置，其中用于在各種模式之間轉(zhuǎn)換壓縮數(shù)據(jù)的裝置，當(dāng)進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換的壓縮數(shù)據(jù)從一個具有較高信息比特速率的模式轉(zhuǎn)成一個具有較低信息比特速率時，在頻域中轉(zhuǎn)換壓縮數(shù)據(jù)。
28.如權(quán)利要求27的裝置，其中的用于轉(zhuǎn)換壓縮數(shù)據(jù)的裝置，當(dāng)進(jìn)行模式的轉(zhuǎn)換壓縮數(shù)據(jù)從一個具有較低信息比特速率的模式轉(zhuǎn)成一個具有較高信息比特速率時，是在編碼壓縮數(shù)據(jù)的狀態(tài)下壓縮數(shù)據(jù)。
29.一種用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的方法，其中的數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生沿時間和頻率的多個二維數(shù)據(jù)組的信號成分，用于沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個的信號成分被量化和被壓縮，以便沿著時間和頻率與用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)一起被記錄或被傳輸;和/或其中利用沿時間和頻率的用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)再生或接收，沿時間和頻率的每一個二維數(shù)據(jù)組中的信息壓縮信號成分，其中的改進(jìn)包括步驟將用于至少兩個所說二維數(shù)據(jù)組信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組以至少用于記錄、傳輸、再生、和接收之一。
30.如權(quán)利要求29的方法，進(jìn)一步包括用于將排列在時域中的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的步驟。
31.如權(quán)利要求29的方法，進(jìn)一步包括用于將排列在頻域中的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的步驟。
32.如權(quán)利要求30或31的方法，進(jìn)一步包括用于將排列在頻域和時域至少之一中的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的步驟。
33.如權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括用于將排列在時域中彼此相鄰的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的步驟。
34.如權(quán)利要求31的方法，進(jìn)一步包括用于將排列在頻域中彼此相鄰的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起的步驟。
35.如權(quán)利要求33或34的方法，進(jìn)一步包括將排列在頻域和時域至少之一中彼此相鄰的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮數(shù)據(jù)成組在一起的步驟。
36.一種用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的方法，其中的數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生沿時間和頻率的多個二維數(shù)據(jù)組的信號成分，用于沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個的信號成分被量化和被壓縮，以便沿著時間和頻率與用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)一起被記錄或被傳輸;和/或其中利用沿時間和頻率的用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)再生或被接收沿時間和頻率的每一個二維數(shù)據(jù)組中的信息壓縮信號成分，其中的改進(jìn)步驟有基于一所選模式的信息比特速率而改變信息壓縮參數(shù)的數(shù)目，該所選模式是記錄、再生、傳輸和接收的至少一種。
37.如權(quán)利要求36的方法，進(jìn)一步包括用于響應(yīng)所選模式的增加的信息比特速率來增加信息壓縮參數(shù)的數(shù)目的步驟。
38.如權(quán)利要求36的方法，進(jìn)一步包括用于響應(yīng)所選模式的較低信息比特速率來減少信息壓縮參數(shù)的數(shù)目的步驟。
39.如權(quán)利要求37或38的方法，進(jìn)一步包括正比于每一個所選模式的信息比特率使信息壓縮參數(shù)的數(shù)目改變的步驟。
40.如權(quán)利要求39的方法，進(jìn)一步包括將排列在時標(biāo)和頻標(biāo)至少之一中的至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起，從而實現(xiàn)信息壓縮參數(shù)在數(shù)目上減少的步驟。
41.如權(quán)利要求39的方法，進(jìn)一步包括將排列在時標(biāo)和頻標(biāo)至少之一中的至少兩個相鄰二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起，從而實現(xiàn)信息壓縮參數(shù)在數(shù)目上減少的步驟。
42.如權(quán)利要求40或41的方法，進(jìn)一步包括用于將對于具有較低信息比特速率模式的數(shù)目上變得較大的信息壓縮參數(shù)成組在一起的步驟。
43.如權(quán)利要求42的方法，進(jìn)一步包括將信息壓縮參數(shù)成組在一起的步驟，該信息壓縮參數(shù)以反比于用于其模式的信息比特率的方式對于具有較低信息比特速率的模式在數(shù)目上變得較大。
44.如權(quán)利要求43的方法，其中的二維數(shù)據(jù)組至少是一個數(shù)據(jù)組浮動數(shù)據(jù)組和一個量化噪聲產(chǎn)生抑制數(shù)據(jù)組中的一個。
45.如權(quán)利要求35或44的方法，其中輸入信號是音頻信號，還包括有至少對多數(shù)量化噪聲產(chǎn)生抑制數(shù)據(jù)組的頻寬進(jìn)行設(shè)置，使其朝向較高頻率方向變得更寬的步驟。
46.如權(quán)利要求45的方法，其中包括將同一取樣頻率用于所有模式的步驟。
47.如權(quán)利要求35或44的方法，進(jìn)一步包括，利用正交變換將數(shù)字信號沿時間和頻率劃分成多個頻率成分，以產(chǎn)生在多個二維數(shù)據(jù)組中的信號成分的步驟，以及利用反正交變換將二維數(shù)據(jù)組中的信號沿時間和頻率轉(zhuǎn)換成在時域中的信號的步驟。
48.如權(quán)利要求47的方法，進(jìn)一步包括將頻率范圍分成多個頻帶、在每一頻帶中形成數(shù)據(jù)組、每一數(shù)據(jù)組含多個取樣、正交變換多個頻帶的每一個以產(chǎn)生系數(shù)數(shù)據(jù)、從而產(chǎn)生沿時間和頻率的在二維數(shù)據(jù)組中的信號成分的步驟;以及將頻域中的多個頻帶的信號轉(zhuǎn)換成在時域中的信號、通過反向正交轉(zhuǎn)換在多個頻帶的每一個中的信號并將該反向正交變換的信號合成以產(chǎn)生為時域中的信號的步驟。
49.如權(quán)利要求47或48的方法，進(jìn)一步包括，將至少一個正交變換和反正交變換的數(shù)據(jù)組尺度設(shè)置為可變量的步驟。
50.如權(quán)利要求48或49的方法，進(jìn)一步包括選擇使多個頻帶的頻寬與在最低頻率范圍內(nèi)的兩個連續(xù)頻帶相同的步驟。
51.如權(quán)利要求50的方法，進(jìn)一步包括選擇頻寬朝較高頻率方向為更寬的步驟。
52.如權(quán)利要求51的方法，其中，一個修正的離散余弦變換被用作正交變換而一個反向修正的離散余弦變換被用作反向正交變換。
53.如權(quán)利要求51的方法，進(jìn)一步包括，選擇正交變換數(shù)據(jù)組的尺度，使之在所有具有不同信息比特率的模式中為同一值的步驟。
54.如權(quán)利要求53的步驟，其中，當(dāng)在具有不同信息比特速率的模式間進(jìn)行壓縮數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換時，這種壓縮數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是以頻域中的信號成分實現(xiàn)的。
55.如權(quán)利要求54的方法，其中，當(dāng)將來自具有一較高信息比特速率的壓縮數(shù)據(jù)的模式轉(zhuǎn)換成一個具有較低信息比特速率的模式時，這種壓縮數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是對頻域中的信號成分進(jìn)行的。
56.如權(quán)利要求55的方法，其中，當(dāng)將來自具有一較低信息比特速率的壓縮數(shù)據(jù)的模式轉(zhuǎn)換成一個具有較高信息比特速率的模式時，這種壓縮數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是對已編碼的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行的。
57.一種記錄介質(zhì)，其上記錄有由如權(quán)利要求1.8.19或20的壓縮數(shù)據(jù)記錄裝置記錄的壓縮數(shù)據(jù)。
58.一種如權(quán)利要求57的記錄介質(zhì)，包括一個光盤記錄介質(zhì)。
59.一種如權(quán)利要求57的記錄介質(zhì)，包括一個半導(dǎo)體記錄介質(zhì)。
60.一種如權(quán)利要求57的記錄介質(zhì)，包括一個IC存儲卡。
61.一種用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的設(shè)備，其中的數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生在多個沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，該信號成分沿時間和頻率對于每一個二維數(shù)據(jù)組進(jìn)行量化和壓縮，并對于每一個二維數(shù)據(jù)組沿時間和頻率設(shè)置信息壓縮參數(shù)，并且這信息壓縮參數(shù)的至少兩個被成組在一起以便與該壓縮數(shù)據(jù)一起進(jìn)行記錄或傳輸;和/或，在沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個中的壓縮信號成分利用該壓縮數(shù)據(jù)和該信息壓縮參數(shù)進(jìn)行再生或接收，其中的改進(jìn)包括用于根據(jù)沿時間和頻率劃分成二維數(shù)據(jù)組的多個模式的至少一個來改變信息壓縮參數(shù)的成組的裝置。
62.如權(quán)利要求61的裝置，其中用于改變成組的裝置根據(jù)沿時間標(biāo)度劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目來改變信息壓縮參數(shù)的成組。
63.如權(quán)利要求61的裝置，其中用于改變成組的裝置根據(jù)沿頻率標(biāo)度劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目來改變信息壓縮參數(shù)的成組。
64.如權(quán)利要求61的裝置，其中用于改變信息壓縮參數(shù)的成組的裝置根據(jù)沿頻標(biāo)和時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目改變信息壓縮參數(shù)的成組。
65.如權(quán)利要求62、63或64的裝置，其中如果沿時間標(biāo)度劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是多個的話，用于成組信息壓縮參數(shù)的裝置成組沿時標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)。
66.如權(quán)利要求65的裝置，在其中的用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置，將沿時間標(biāo)度彼此相鄰地排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
67.如權(quán)利要求66的裝置，在其中用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置，將沿時間標(biāo)度和沿頻率標(biāo)度彼此相鄰地排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
68.如權(quán)利要求62.63或64的裝置，其中如果沿時標(biāo)和頻標(biāo)的至少之一劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是一個復(fù)數(shù)的話，用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置將沿時間標(biāo)度和沿頻率標(biāo)度彼此相鄰的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
69.如權(quán)利要求62、63或64的裝置，其中用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置，如果沿時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是零，則將沿時標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
70.如權(quán)利要求69的裝置，進(jìn)一步包括用于對沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組的裝置。
71.如權(quán)利要求62、63或64的裝置，其中，如果沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組只是由沿頻域的劃分所形成，則用于改變信息壓縮參數(shù)的成組的裝置將沿頻標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
72.如權(quán)利要求71的裝置，其中用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置將沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
73.一種用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的裝置，其中數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生在多個沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，該信號成分被沿時間和頻率對于每一個二維數(shù)據(jù)組量化和壓縮，而且在其中，對于每一個二維數(shù)據(jù)組沿時間和頻率設(shè)置信息壓縮參數(shù)，并且這信息壓縮參數(shù)的至少兩個被成組在一起，以便連同該壓縮數(shù)據(jù)一起記錄或傳輸，其中有多個具有多個不同信息比特速率的記錄和/或傳輸模式，對于記錄和/或傳輸模式的越低的信息比特速率來說成組在一起的信息壓縮參數(shù)的數(shù)目越多;和/或，利用該壓縮數(shù)據(jù)和該信息壓縮參數(shù)再生或接收在沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個中的壓縮信號成分，其中有多個不同信息比特率的多個再生和/或接收模式，其中的改進(jìn)包括根據(jù)用于記錄、傳輸、再生和接收模式至少之一的分成二維數(shù)據(jù)組的多個模式的至少之一、改變信息壓縮參數(shù)的成組的裝置。
74.如權(quán)利要求73的裝置，其中用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置根據(jù)沿時標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目改變其成組。
75.如權(quán)利要求73的裝置，其中用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置根據(jù)沿頻標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目改變其成組。
76.如權(quán)利要求73的裝置，其中用于改變信息壓縮參數(shù)成組的裝置根據(jù)沿頻標(biāo)和時標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目改變其成組。
77.如權(quán)利要求74、75和76的裝置，如果沿時標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是一個復(fù)數(shù)的話，用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置將沿時標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組信息壓縮參數(shù)成組在一起。
78.如權(quán)利要求77的裝置，用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置將沿時標(biāo)相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組成組在一起。
79.如權(quán)利要求78的裝置，用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置將沿時標(biāo)相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
80.如權(quán)利要求74、75或76的裝置，如果沿時標(biāo)和/或頻標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是一個復(fù)數(shù)的話，用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置將沿時標(biāo)和沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組信息壓縮參數(shù)成組在一起。
81.如權(quán)利要求74、75或76的裝置，其中，如果沿時標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是零的話，用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置將沿頻標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
82.如權(quán)利要求81的裝置，其中用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置將沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)成組在一起。
83.如權(quán)利要求74、75或76的裝置，其中，如果沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組只是由沿頻域的劃分而構(gòu)成，則用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置將沿頻標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的參數(shù)成組在一起。
84.如權(quán)利要求83的裝置，其中用于改變對信息壓縮參數(shù)進(jìn)行成組的裝置成組多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)，該多個二維數(shù)據(jù)組沿頻標(biāo)彼此相鄰排列，被成組和記錄或被傳輸以及再生或接收。
85.如權(quán)利要求67、68、70、72、79、80、82或85的裝置，其中輸入信號是音頻信號，進(jìn)一步包括用于選擇至少是量化噪聲抑制控制數(shù)據(jù)組的多數(shù)的頻寬，以使朝越寬的頻率方向，該頻寬越寬。
86.如權(quán)利要求85的裝置，其中沿時間及頻率的二維數(shù)據(jù)組至少是用于數(shù)據(jù)組浮動的一個數(shù)據(jù)組，并且是控制量化噪聲產(chǎn)生的數(shù)據(jù)組。
87.如權(quán)利要求86的裝置，其中將同一取樣頻率用于全部模式。
88.如權(quán)利要求67、68、70、79、80、82或85的裝置，進(jìn)一步包括正交變換裝置，用于將數(shù)字信號劃分成多個頻率成分，以產(chǎn)生沿時間及頻率的、在多個二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，以及反向正交變換裝置，用于將沿時間和頻率的在二維數(shù)據(jù)組中的信號轉(zhuǎn)換成在時域中的數(shù)字信號。
89.如權(quán)利要求88的裝置，進(jìn)一步包括將數(shù)字信號分成多個頻率成分以產(chǎn)生沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中的信號成分的裝置，該頻率范圍被分成多個頻帶，在每一頻帶中形成由多個取樣組成的每個數(shù)據(jù)組，以及用于進(jìn)行對每個頻帶的正交變換的裝置，以產(chǎn)生系數(shù)數(shù)據(jù)，以及通過反正交變換每一個頻帶以便將在頻域中的多個頻帶信號轉(zhuǎn)換成在時域中的信號的裝置;以及用于合成在時域中的信號以產(chǎn)生在時域中的合成信號的裝置。
90.如權(quán)利要求88或89的裝置，進(jìn)一步包括用于以正交變換和反正交變換至少之一來改變數(shù)據(jù)組尺度的裝置。
91.如權(quán)利要求89或90的裝置，進(jìn)一步包括用于選擇已劃分為多個頻帶的頻寬的裝置，對于在正交變換成頻域中的多個頻帶之前的時域信號至少之一以及緊隨這種合成信號的反正交變換的合成信號來說，該頻寬對于在最低頻率范圍內(nèi)的兩個連續(xù)頻帶而言是相同的。
92.如權(quán)利要求91的裝置，進(jìn)一步包括用于選擇使劃分的頻寬沿較高頻率方向為更寬的裝置。
93.如權(quán)利要求92的裝置，其中的正交變換是一個修正的離散余弦變換而其中的反正交變換是一個反向修正的離散余弦變換。
94.一種用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的方法，其中數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生在多個沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，該信號成分被沿時間和頻率對于每一個二維數(shù)據(jù)組量化和壓縮，并在其中對于每一個二維數(shù)據(jù)組沿時間和頻率設(shè)置信息壓縮參數(shù)，并且該信息壓縮參數(shù)的至少兩個被成組在一起，以便連同該壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄或傳輸;和/或，在沿時間或頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個中的壓縮信號利用該壓縮數(shù)據(jù)和該信息壓縮參數(shù)進(jìn)行再生或接收，其中的改進(jìn)步驟包括根據(jù)用于記錄、傳輸、再生和接收至少之一的劃分成二維數(shù)據(jù)組的多種模式至少之一的選擇，改變對沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)所進(jìn)行的成組。
95.如權(quán)利要求94的方法，其中改變信息壓縮參數(shù)成組的步驟是根據(jù)沿時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目。
96.如權(quán)利要求94的方法，其中改變信息壓縮參數(shù)成組的方式是根據(jù)沿頻標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目。
97.如權(quán)利要求94的方法，其中改變信息壓縮參數(shù)成組的方式是根據(jù)沿頻標(biāo)和時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目。
98.如權(quán)利要求95、96或97的方法，其中，如果沿時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是一個復(fù)數(shù)的話，則沿時標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起。
99.如權(quán)利要求98的方法，其中沿時標(biāo)彼此相鄰的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)彼此相鄰地排列。
100.如權(quán)利要求99的方法，其中沿時標(biāo)和沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起。
101.如權(quán)利要求95、96或97的方法，其中，如果沿時標(biāo)和/或頻標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是一個復(fù)數(shù)的話，則沿時標(biāo)和沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起。
102.如權(quán)利要求95、96或97的方法，其中，如果沿時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是零的話，則沿時標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起。
103.如權(quán)利要求102的方法，其中沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起。
104.如權(quán)利要求95、96或97的方法，如果沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組只是通過沿頻域的劃分而形成的，則沿頻標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起。
105.如權(quán)利要求104的方法，其中沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起。
106.一種用于記錄、再生、傳輸和/或接收壓縮數(shù)據(jù)的方法，其中數(shù)字信號被分成多個頻帶的信號成分，以產(chǎn)生在多個沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，該信號成分沿時間和頻率對于每一個二維數(shù)據(jù)組進(jìn)行量化和壓縮，并對于每一個二維數(shù)據(jù)組沿時間和頻率設(shè)置信息壓縮參數(shù)，并且該信息壓縮參數(shù)的至少兩個被成組在一起，以便連同該壓縮數(shù)據(jù)一起被記錄或傳輸，其中有多個具有多個不同信息比特速度的記錄和/或傳輸模式，對于記錄和/或傳輸模式的越低的傳輸比特率其被成組在一起的信息壓縮參數(shù)的數(shù)目越多;和/或，在沿時間或頻率的二維數(shù)據(jù)組的每一個中的壓縮信號成分利用該壓縮數(shù)據(jù)和信息壓縮參數(shù)進(jìn)行再生或接收，其中有多個不同信息比特率的多個再生和/或接收模式，其中的改進(jìn)步驟包括根據(jù)分成二維數(shù)據(jù)組選定模式改變成組信息壓縮參數(shù)的方式，其中存在有多種沿時間和頻率劃分成二維數(shù)據(jù)組的模式。
107.如權(quán)利要求106的方法，其中根據(jù)沿時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目來改變成組信息壓縮參數(shù)的方式。
108.如權(quán)利要求106的方法，其中根據(jù)沿頻標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目來改變成組信息壓縮參數(shù)的方式。
109.如權(quán)利要求106的方法，其中根據(jù)沿頻標(biāo)和時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目改變成組信息壓縮參數(shù)的方式。
110.如權(quán)利要求107、108或109的方法，其中，如果沿時標(biāo)劃分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目為復(fù)數(shù)的話，沿時標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起，并執(zhí)行被記錄被傳輸和被再生和被接收的操作至少之一種。
111.如權(quán)利要求110的方法，其中沿時標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起并執(zhí)行被記錄、被傳輸被再生和被接收的操作至少之一種。
112.如權(quán)利要求111的方法，其中沿時標(biāo)和沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)以相互成組在一起并被執(zhí)行被記錄、被傳輸、被再生和被接收的操作至少之一種。
113.如權(quán)利要求107、108或109的方式，其中，如果沿時標(biāo)和/或頻標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是復(fù)數(shù)的話，則該沿時標(biāo)和沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮數(shù)據(jù)被成組在一起，并執(zhí)行被記錄、被傳輸、被再生和被接收的操作之一種。
114.如權(quán)利要求107、108或109的方法，其中，如果沿時標(biāo)分成二維數(shù)據(jù)組的數(shù)目是零的話，沿頻標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起，并執(zhí)行被記錄、被傳輸、被再生、和被接收的操作至少之一種。
115.如權(quán)利要求114的方法，其中沿時標(biāo)彼此相鄰排列的二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起并執(zhí)行被記錄、被傳輸、被再生和被接收的操作至少之一種。
116.如權(quán)利要求107、108或109的方法，如果沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組只是經(jīng)沿頻域的劃分而形成，則沿該頻標(biāo)排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起并執(zhí)行以被記錄、被傳輸、被再生和被接收的操作至少之一種。
117.如權(quán)利要求116的方法，其中沿頻標(biāo)彼此相鄰排列的多個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)被成組在一起并執(zhí)行被記錄、被傳輸、被再生和被接收的操作至少之一種。
118.如權(quán)利要求67、68、103、105、112、113、115或118的方法，其中輸入信號是音頻信號，并且至少是對于多數(shù)量化噪聲控制數(shù)據(jù)組的頻寬被選擇得是朝較高頻率的方向為更寬。
119.如權(quán)利要求118的方法，其中沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組是用于數(shù)據(jù)組浮動的數(shù)據(jù)組和/或用于控制量化噪聲的產(chǎn)生的數(shù)據(jù)組。
120.如權(quán)利要求119的方法，其中將同一取樣頻率用于全部模式。
121.如權(quán)利要求67、68、103、105、112、113、115或118的方法，其中采用正交變換用于劃分?jǐn)?shù)字信號成為多個頻率成分，以便產(chǎn)生在沿時間及頻率的多個二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，并且其中采用反正交變換，用以將在沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中信號轉(zhuǎn)換或沿時間和頻率的在時域中的數(shù)字信號。
122.如權(quán)利要求121的方法，其中，為了將數(shù)字信號劃分成多個頻率成分，以便產(chǎn)生在沿時間和頻率的二維數(shù)據(jù)組中的信號成分，該頻率范圍被分成多個頻帶，在每一頻帶中形成包含多個取樣的每一個數(shù)據(jù)組，并對每一頻帶執(zhí)行正交變換，以產(chǎn)生系數(shù)數(shù)據(jù);并且在其中，為將在頻域中的多個頻帶中的信號轉(zhuǎn)換成在時域中的信號，對每一頻帶執(zhí)行反正交變換，并且各反正交變換的輸出被合成以產(chǎn)生在時域中的合成信號。
123.如權(quán)利要求121或122的方法，其中對正交變換或反正交變換的數(shù)據(jù)組尺度進(jìn)行設(shè)置以便是可變的。
124.如權(quán)利要求122或123的方法，其中，用于劃分在正交變換成頻域中的多個頻帶之前的時域信號和從合成頻域中多個頻帶所產(chǎn)生而隨即反正交變換而成為時域信號至少之一的信號頻帶寬度被選擇得對于在最低頻率范圍的兩個連續(xù)頻帶是相同的。
125.如權(quán)利要求124的方法，其中，用于劃分在正交變換成頻域中的多個頻帶在正交變換以前的時域信號和從合成頻域中多個頻帶所產(chǎn)生而隨即反正交變換成為時域信號的信號之一的頻帶寬度被選擇得實際朝向較高頻率方向為更寬。
126.如權(quán)利要求125的方法，其中，修正離散余弦變換和反修正離散余弦變換被分別用作正交變換和反正交變換。
127.一種記錄介質(zhì)，其上已記錄有如權(quán)利要求61、73、88、89和93的壓縮數(shù)據(jù)。
128.一種光盤記錄介質(zhì)，其上已記錄有如權(quán)利要求127的壓縮數(shù)據(jù)。
129.一種半導(dǎo)體記錄介質(zhì)，其上記錄有如權(quán)利要求127的壓縮數(shù)據(jù)。
130.一種IC存儲器卡記錄介質(zhì)，其上記錄有如權(quán)利要求127的壓縮數(shù)據(jù)。
全文摘要
用于記錄、再生、傳輸或/和接收壓縮數(shù)據(jù)的方法及裝置，以及相關(guān)的記錄介質(zhì)；利用頻率分割濾波器以將數(shù)字信號的頻率范圍分成多個頻帶；正交變換電路用于產(chǎn)生在沿時間與頻率的多個二維數(shù)據(jù)組中的信號成分；自適應(yīng)比特分配及編碼電路用于量化及壓縮用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息；一個比特分配和計算電路。當(dāng)信息與用于每一個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)一起進(jìn)行記錄時，用于至少兩個二維數(shù)據(jù)組的信息壓縮參數(shù)共同地進(jìn)行記錄。
文檔編號G10L19/02GK1100850SQ94104089
公開日1995年3月29日 申請日期1994年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月9日
發(fā)明者下吉修, 赤桐健三, 鈴木浩之, 光野誠 申請人:索尼公司