專利名稱：寬頻帶聲音信號編碼裝置、寬頻帶聲音信號解碼裝置、寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置和寬 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于以高品質(zhì)、幾乎不劣化地傳送數(shù)字信號的寬頻帶聲音信號編碼裝置、寬頻帶聲音信號解碼裝置、寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置和寬頻帶聲音信號記錄媒體。
背景技術(shù)：
迄今，已廣泛地使用壓縮盤(CD)及數(shù)字數(shù)據(jù)記錄器(DAT)等的數(shù)字信號進行樂器及聲音的記錄和再生。例如，CD使用采樣頻率44.1kHz、量化位數(shù)16位的直線編碼方式進行記錄。在該方式中，在原理上不可能得到超過22.05kHz的聲音的再生和超過98dB的動態(tài)范圍。即，盡管由演奏的樂器發(fā)生的音響信號包含超過22.05kHz的頻率成分，但是，由于這些頻率成分在可聽頻帶之外，不需要再生這些頻率成分。
然而，近年來，正在進行關(guān)于超高音激活人的腦電波即α波的可能性的研究，開始考慮超高音對腦電波有某種作用。人是否能夠聽到，也有人的個體差別，雖然不能一概而言，但是，研究指出，為了保留有某種身體的生理影響或效應(yīng)的、以及作為將來的文化遺產(chǎn)的更高音質(zhì)的聲音信號，再生信號的超高頻成分是重要的。
另外，研究還指出，實際的樂器聲音的動態(tài)范圍超過100dB，對于存在達到130dB的情況，用直線編碼方式的量化位數(shù)16位表現(xiàn)該動態(tài)范圍時容易發(fā)生限幅畸變，特別是在信號小的區(qū)域，由于由量化誤差引起的畸變將使聲音變啞，所以，動態(tài)范圍不足。
因此，提案了如先有技術(shù)文獻1「上平裕彥，“次世代高品位CDの-戰(zhàn)略”，無線と實驗，誠文堂新光社發(fā)行，Vol.82,No.2,pp.100-107,1995年2月」中所示的那樣使用16位數(shù)據(jù)的最低位LSB、使用ADPCM(AdaptiveDifferential Pulse Code Modulation)將22.05kHz以上的音樂信號信息記錄到該最低位LSB的第1先有例的方法和如先有技術(shù)文獻2「阿久根誠等，“ス-パ-ビツトマツピンゲの原理と動作”，ラジオ技術(shù)，ラジオ技術(shù)社發(fā)行，Vol.45,No.4,pp.146-150,1991年4月」中所示的那樣使用整形處理將量化噪音限制在15kHz～22.05kHz的頻率范圍內(nèi)、改善聽覺上的動態(tài)范圍的第2先有例的方法。
另外，作為第2代的格式，近年來，高密度記錄盤的實用化的開發(fā)正在進行，有作為DVD(數(shù)字視頻盤或數(shù)字通用盤)的基本技術(shù)而研究的SD(超密盤)格式。關(guān)于SD格式的音頻部，在先有技術(shù)文獻3「Hidehiro Ishii et al.,“The Application of a NewHigh-Density Optical Disc for Audio”,Proceedings of The 99thConvention of an Audio Enginnering Society,4121(D-9),NewYork,October 6-9,1995」中發(fā)表了其概要，其中，公開了采樣頻率48kHz和量化位數(shù)16位的線性PCM方式、采樣頻率96kHz和量化位數(shù)24位的線性PCM方式、以及大大超過先有技術(shù)的CD的標準的SD格式等標準。在該標準中，可以達到再生頻帶約45kHz和動態(tài)范圍140dB。
但是，如近年來的研究論文即先有技術(shù)文獻4「大橋力等，“LPとC Dとの音質(zhì)的ちがいについて-生理學的·感性科學的檢討-”，電子情報通信學會技術(shù)報告，HC94-06,pp.15-22,1994年6月」中所公開的那樣，確認了在可以再生的狀態(tài)下LP(Long-Playing)記錄超過50kHz、達到100kHz的信號的情況，在民族樂器嘎麥蘭的最強音調(diào)的部分，觀測到了超過50kHZ、達到100kHz的頻譜。
根據(jù)該研究結(jié)果，即使在SD格式的約45kHz的頻帶中，要如實地再現(xiàn)這些音樂，也不能不說是頻帶不足。在SD格式中，如果進一步提高采樣頻率例如提高到240kHz，則再生頻帶將提高到100kHz以上，因此，所需要的信息量每1聲道為5.76Mbps，在雙聲道立體聲中，將達到11.52Mbps。于是，即使使用具有記錄容量4.7千兆字節(jié)的DVD，也只能記錄約50分鐘，另外，由于超過了位速率的暫定分配上限的6.75Mbps，所以，也存在不實用的問題。
本發(fā)明的第1目的旨在解決上述問題、提供與先有技術(shù)相比可以用更寬的頻帶而且可以用更大的動態(tài)范圍將聲音信號編碼的寬頻帶聲音信號編碼裝置。
本發(fā)明的第2目的旨在提供與先有技術(shù)相比可以用更寬的頻帶而且可以用更大的動態(tài)范圍將聲音信號解碼的寬頻帶聲音信號解碼裝置。
本發(fā)明的第3目的旨在提供與先有技術(shù)相比可以用更寬的頻帶而且可以用更大的動態(tài)范圍將聲音信號編碼和解碼的寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置。
本發(fā)明的第4目的旨在提供與先有技術(shù)相比可以用更寬的頻帶而且可以用更大的動態(tài)范圍記錄聲音信號的寬頻帶聲音記錄媒體。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第1形式的寬頻帶聲音信號編碼裝置具有將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用指定的各量化位數(shù)進行子采樣并輸出的N個子采樣單元、根據(jù)輸入的噪音本地信息決定上述N個子采樣單元的各量化位數(shù)并設(shè)定分別對上述N個子采樣單元設(shè)定上述決定的各量化位數(shù)的量化位數(shù)的編碼系統(tǒng)控制單元和使從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器。
另外，本發(fā)明的第2形式的寬頻帶聲音信號編碼裝置具有根據(jù)包含輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息的輸入信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶分割寬度和分割數(shù)N的編碼系統(tǒng)控制單元、將上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行采樣并輸出的N個子采樣單元、通過檢測從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的指定時間的信號數(shù)據(jù)的峰值電平?jīng)Q定比例因子并根據(jù)決定的比例因子進行從上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中將高位的冗長行程除外的除外處理從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個冗長壓縮單元和使由上述冗長壓縮單元決定的比例因子和從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器。
此外，本發(fā)明的第3形式的寬頻帶聲音信號編碼裝置具有根據(jù)包含輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本地信息和信號頻帶信息的輸入信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N并且根據(jù)上述噪音本地信息決定指定的自然數(shù)N個子采樣單元的各量化位數(shù)的編碼系統(tǒng)控制單元、將上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)用由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的各量化位數(shù)分別進行采樣并輸出的N個子采樣單元、和使從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器。
在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
此外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子采樣單元的各子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率和其他子頻帶的子采樣頻率設(shè)定為相同。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好上述N個冗長壓縮單元的各比例因子分別至少用收音的信號的節(jié)目單位固定。
此外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的信號數(shù)據(jù)不進行由上述各冗長壓縮單元進行的高位的冗長行程的除外處理，使用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線性編碼PCM方式進行編碼。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，上述噪音本地信息最好包含關(guān)于錄音演播室的暗噪音和聲音話筒以及話筒放大器的噪音特性的信息、關(guān)于輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的采樣頻率和字長的信息、以及使用混頻落地式收音機和試驗器中的至少一方的音響裝置時與上述音響裝置的噪音特性有關(guān)的信息中的至少1種信息。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，上述編碼系統(tǒng)控制單元最好根據(jù)在上述各子頻帶中根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)決定的噪音本地的dB值決定上述各子頻帶的量化位數(shù)，用以將指定的dB值的低電平設(shè)定為編碼量化最低電平。
此外，上述寬頻帶聲音信號編碼裝置最好進而具有發(fā)生用于驅(qū)散和減輕收音的量化噪音與編碼的量化噪音之間的干涉的微小電平的高頻脈動信號并與上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)相加的編碼高頻脈動信號發(fā)生器。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述基底頻帶和上述至少1個子頻帶分別分配為與別的裝置的多通道的各通道對應(yīng)。
另外，上述寬頻帶聲音信號編碼裝置最好進而具有通過對從上述N個子采樣單元輸出的上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測編碼處理而降低低頻區(qū)的峰值頻譜的線性預(yù)測編碼器。
此外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好通過使上述編碼數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化而將表示由上述線性預(yù)測編碼器進行線性預(yù)測編碼處理的識別信號附加到指定子頻帶的信號數(shù)據(jù)上。
本發(fā)明的第4形式的寬頻帶聲音信號記錄媒體將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，根據(jù)上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本地信息決定子采樣用的量化位數(shù)，分別用上述決定的量化位數(shù)對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行子采樣，記錄將進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
另外，本發(fā)明的第5形式的寬頻帶聲音信號記錄媒體根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)，上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并且進行采樣，通過針對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個信號數(shù)據(jù)檢測指定時間的信號峰值電平來決定冗長壓縮用的比例因子，通過根據(jù)上述決定的比例因子對由冗長壓縮單元進行上述子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)將高位的冗長行程除外而變換為編碼數(shù)據(jù)，記錄上述比例因子和從上述冗長壓縮單元輸出的編碼數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明的第6形式的寬頻帶聲音信號記錄媒體根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)，根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本底信息決定自然數(shù)N個子采樣單元的各量化位數(shù)，上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有上述決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，上述分割的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)用上述決定的各量化位數(shù)進行采樣，記錄上述進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第7形式的寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和噪音本底信息進行多路分離的信號分離器、通過根據(jù)上述噪音本底信息對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理而將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過速率采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
另外，本發(fā)明的第8形式的寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的信號頻帶信息及表示各子頻帶的比例因子的信息的信號信息進行多路分離的信號分離器、通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
此外，本發(fā)明的第9形式的寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的比例因子和信號頻帶信息以及時間代碼的附加信息的信號信息進行多路分離的信號分離器、通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理而將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度，以使和指定的數(shù)字聲音方式的頻帶寬度相同。
另外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好將基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
此外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好對上述基底頻帶的信號數(shù)據(jù)不利用上述冗長壓縮單元進行高位冗長行程的冗長壓縮處理，上述編碼數(shù)據(jù)使用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線性PCM編碼方式進行編碼。
另外，上述寬頻帶聲音信號解碼裝置最好進而具有根據(jù)包含與上述寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的最高信號頻帶和采樣頻率的輸入的信息進行控制、使不需要的子頻帶的冗長復(fù)原單元和過采樣單元的動作中止的解碼系統(tǒng)控制單元。
另外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好進而具有根據(jù)與上述寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的噪音本底的輸入的規(guī)格信息決定上述各冗長復(fù)原單元和上述各過采樣單元的量化位數(shù)、并在輸入的編碼數(shù)據(jù)中所包含的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的字長增大從而有低位位的剩余時對該低位位進行舍入處理的解碼系統(tǒng)控制單元。
此外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，上述解碼系統(tǒng)控制單元最好進而具有識別關(guān)于包含在上述輸入的編碼數(shù)據(jù)中的附加信息所包含的線性預(yù)測編碼的識別信號、在上述識別信號表示對編碼數(shù)據(jù)進行了線性預(yù)測編碼處理時對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測解碼處理并輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的線性預(yù)測解碼器。
另外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好上述識別信號包含表示由線性預(yù)測編碼器對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個進行線性預(yù)測編碼處理的識別信號。
本發(fā)明的第10形式的寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置是一種具有寬頻帶聲音信號編碼裝置和寬頻帶聲音信號解碼裝置的寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置，上述寬頻帶聲音信號編碼裝置具有將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有根據(jù)包含上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息的輸入的信號信息所決定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出的N個子采樣單元、通過檢測從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的指定時間的信號數(shù)據(jù)的峰值電平?jīng)Q定比例因子并根據(jù)決定的比例因子進行從上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中將高位的冗長行程除外的除外處理從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個冗長壓縮單元和使由上述冗長壓縮單元決定的比例因子和從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器；上述寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從上述多路化后的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和噪音本底信息進行多路分離的信號分離器、通過根據(jù)上述噪音本底信息對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
另外，本發(fā)明的第11形式的寬頻帶聲音信號編碼裝置具有將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有指定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出的N個子采樣單元、通過對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的冗長壓縮處理進行信號數(shù)據(jù)的壓縮并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)的冗長壓縮單元和使從上述各子采樣單元和上述冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器。
此外，本發(fā)明的第12形式的寬頻帶聲音信號編碼裝置具有根據(jù)包含輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本底信息和信號頻帶信息的輸入的信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N并且根據(jù)上述噪音本底信息決定指定的自然數(shù)N個子采樣單元的各量化位數(shù)的編碼系統(tǒng)控制單元、將上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的各量化位數(shù)進行子采樣并輸出的N個子采樣單元、通過對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的冗長壓縮處理進行信號數(shù)據(jù)的壓縮并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)的N個冗長壓縮單元和使從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器。
另外，本發(fā)明的第13形式的寬頻帶聲音信號編碼裝置具有將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有指定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出的N個子采樣單元、對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的Δ∑調(diào)制處理并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)的冗長壓縮單元和使從上述各子采樣單元和上述冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器。
在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，上述冗長壓縮單元最好具有線性預(yù)測編碼器和熵編碼器中的至少一種。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好上述冗長壓縮單元通過具有線性預(yù)測編碼器和熵編碼器中的至少一種而利用上述多路轉(zhuǎn)換器使表示進行冗長壓縮處理的識別信號和上述多路化后的編碼數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化。
此外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子采樣單元的各子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
此外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率與其他子頻帶的子采樣頻率設(shè)定為相同。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的信號數(shù)據(jù)最好不進行由上述各冗長壓縮單元進行的高位的冗長行程的除外處理，而利用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線性編碼PCM方式進行編碼。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，上述噪音本底信息最好包含關(guān)于錄音演播室的暗噪音和聲音話筒以及話筒放大器的噪音特性的信息、關(guān)于輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的采樣頻率和字長的信息和在使用混頻落地式聲音機和試驗器中的至少一方的音響裝置時關(guān)于上述音響裝置的噪音特性的信息中的至少1種信息。
此外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，上述編碼系統(tǒng)控制單元最好根據(jù)在上述各子頻帶中根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)決定的噪音本地的dB值決定上述各子頻帶的量化位數(shù)，用以將指定的dB值的低電平設(shè)定為編碼量化最低電平。
此外，上述寬頻帶聲音信號編碼裝置最好進而具有發(fā)生用于驅(qū)散和減輕聲音的量化噪音與編碼的量化噪音之間的干涉的微小電平的高頻脈動信號并與上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)相加的編碼高頻脈動信號發(fā)生器。
另外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好設(shè)定為將上述基底頻帶和上述各子頻帶分別分配給獨立的通道。
此外，在上述寬頻帶聲音信號編碼裝置中，最好將分配上述基底頻帶的信號數(shù)據(jù)的獨立的通道設(shè)定為主通道。
本發(fā)明的第14形式的寬頻帶聲音信號記錄媒體將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣，對進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的數(shù)據(jù)壓縮處理，記錄處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
另外，本發(fā)明的第15形式的寬頻帶聲音信號記錄媒體根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N，上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并且進行子采樣，對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的數(shù)據(jù)壓縮處理，記錄包含處理后的信號數(shù)據(jù)的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明的第16形式的寬頻帶聲音信號記錄媒體將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣，對進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行Δ∑調(diào)制處理，記錄處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
在上述寬頻帶聲音信號記錄媒體中，最好上述數(shù)據(jù)壓縮處理使用線性預(yù)測編碼器和熵編碼器中的至少一種進行。
本發(fā)明的第17形式的寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行多路分離的信號分離器、通過對由上述信號分離器進行了多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理而將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
另外，本發(fā)明的第18形式的寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的比例因子和信號頻帶信息的信號信息進行多路分離的信號分離器、通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行了多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理而將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
此外，本發(fā)明的第19形式的寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行多路分離的信號分離器、通過對由上述信號分離器進行了多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行Δ∑調(diào)制處理而將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，上述N個冗長復(fù)原單元最好具有線性預(yù)測解碼器和熵解碼器中的至少一種。
另外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好將上述N個子頻帶中的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度。
此外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好將上述基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
另外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好對上述基底頻帶的信號數(shù)據(jù)不利用上述冗長壓縮單元進行高位冗長行程的冗長壓縮處理，上述編碼數(shù)據(jù)使用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線性PCM編碼方式進行編碼。
另外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好進而具有根據(jù)包含與上述寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的最高信號頻帶和子采樣頻率的輸入的信息控制使不需要的子頻帶的冗長復(fù)原單元和過采樣單元的動作中止的解碼系統(tǒng)控制單元。
此外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，最好進而具有根據(jù)與寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的噪音本底輸入的規(guī)格信息而決定上述各冗長復(fù)原單元和上述各過采樣單元的量化位數(shù)的解碼系統(tǒng)控制單元。
另外，在上述寬頻帶聲音信號解碼裝置中，上述解碼系統(tǒng)控制單元最好具有識別關(guān)于包含在上述輸入的編碼數(shù)據(jù)中的附加信息所包含的線性預(yù)測編碼的識別信號、在上述識別信號表示對編碼數(shù)據(jù)進行了線性預(yù)測編碼處理時對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測解碼處理和熵解碼處理中的至少一種處理并輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的解碼器。
本發(fā)明的第20形式的寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置是一種具有寬頻帶聲音信號編碼裝置和寬頻帶聲音信號解碼裝置的寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置，上述寬頻帶聲音信號編碼裝置具有將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息預(yù)先決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將在上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出的N個子采樣單元、通過對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的冗長壓縮處理而進行信號數(shù)據(jù)的壓縮并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)的N個冗長壓縮單元和使從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器；上述寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的比例因子和信號頻帶信息的信號信息進行多路分離的信號分離器、通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理而將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
因此，用每1通道比較低的位速率，與先有技術(shù)相比，可以同時實現(xiàn)非常高的動態(tài)范圍和寬頻帶的2個特性。換言之，消除了由于微小電平的畸變率的惡化而聲音變啞的情況，例如，可以實現(xiàn)直至120kHz的超高頻信號的原聲再生，從而可以擺脫限于先有技術(shù)的光盤(CD)等的空間，可以實現(xiàn)能夠無限透明地到超高頻區(qū)域進行再生的自然的記錄和再生以及記錄上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號的記錄媒體和再生聲場。附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明實施例的寬頻帶聲音信號編碼裝置和光盤記錄器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示上述實施例的光盤再生器和寬頻帶聲音信號解碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第1動作模式的子頻帶的分割方法和子采樣方法的頻譜圖。
圖4是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第2動作模式的子頻帶的分割方法和子采樣方法的頻譜圖。
圖5是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第1動作模式的實施例1的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖6是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第1動作模式的實施例2的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖7是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第1動作模式的實施例3中在民族樂器嘎麥蘭的最強音調(diào)的部分觀測達到100kHz的頻譜時和將其編碼時子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖8是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第1動作模式的實施例4的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖9是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第1動作模式的實施例5中使基底頻帶B0的信號在采樣頻率=96kHz和量化位數(shù)=24位時子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖10是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第2動作模式的實施例1中寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的位數(shù)為20位時的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖11是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第2動作模式的實施例2中寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的位數(shù)為16位時的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖12是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第2動作模式的實施例3中寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的原來的采樣頻率為96kHz、信號頻帶為48kHz時子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖13是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第3動作模式的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖14是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置的第4動作模式的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。
圖15是表示先有技術(shù)的AV盤再生器和本實施例的光盤再生器以及先有技術(shù)的AV盤和本實施例的光盤之間的相互動作的互換性的圖。
圖16是表示本發(fā)明的變形例的寬頻帶聲音信號編碼裝置和光盤記錄器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖17是表示上述變形例的光盤再生器和寬頻帶聲音信號解碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。用于實施發(fā)明的最佳的形式下面，參照


本發(fā)明的實施例。圖1是表示本發(fā)明實施例的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001和光盤記錄器1002的結(jié)構(gòu)的框圖，圖2是表示上述實施例的光盤再生器1003和寬頻帶聲音信號解碼裝置1004的結(jié)構(gòu)的框圖。首先，介紹本實施例的特征和裝置結(jié)構(gòu)的概要。
圖1所示的本實施例的寬頻帶聲音信號編碼裝置的特征在于，在更高的頻帶輸入寬頻帶并且高輸出的聲音數(shù)字數(shù)據(jù)時，就將子頻帶擴展到信號頻帶120kHz，并且將量化位數(shù)配置到24位(即，動態(tài)范圍設(shè)定為144dB以上)，將上述輸入的聲音數(shù)字數(shù)據(jù)作為超高頻高保真信號進行編碼。通常，對于各子頻帶，在噪音本底比較高時，確保指定的噪音余量，降低位數(shù)，所以，對于僅含噪音成分的數(shù)據(jù)能夠不分配無用的信息，而分配與由聲音或音響共鳴時的系統(tǒng)決定的噪音本底相應(yīng)的所需最少限度的位速率。另外，在N個子頻帶中的全部或其中的至少幾個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中，檢測指定時間的信號峰值電平，決定比例因子，將高位的冗長行程除外，去掉無用的峰值儲備，使輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)幾乎不發(fā)生損失，得到壓縮為所需最少限度的位速率的編碼數(shù)據(jù)。另外，對于各子頻帶，最好利用線性預(yù)測編碼和熵編碼中的至少一種進行無損失數(shù)據(jù)壓縮處理。
另外，圖1所示的光盤記錄器1002通過對從寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的多路轉(zhuǎn)換器12輸出的編碼數(shù)據(jù)進行指定的記錄編碼處理和記錄信號放大處理，發(fā)生記錄信號，并記錄到寬頻帶聲音信號記錄媒體即相變化型可改寫的光盤300上。另一方面，圖2所示的光盤再生器1003再生記錄在光盤300上的記錄信號，得到再生信號，通過對該再生信號進行指定的再生信號放大處理和再生解碼處理等，將原來的編碼數(shù)據(jù)進行解碼并向?qū)掝l帶聲音信號解碼裝置1004輸出。
此外，圖2所示的寬頻帶聲音信號解碼裝置1004接收從光盤再生器1003輸出的編碼數(shù)據(jù)，從該編碼數(shù)據(jù)中將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和壓縮信息以及時間代碼等附加信息進行多路分離，復(fù)原為各子頻帶，根據(jù)信號頻帶信息決定過采樣頻率并進行過采樣，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出寬頻帶信號數(shù)據(jù)。因此，在取決于記錄信號的品質(zhì)而萬一在最大的頻帶以寬頻帶輸入高輸出的數(shù)據(jù)時，寬頻帶聲音信號解碼裝置1004就將子頻帶擴展到信號頻帶120kHz，并且將量化位數(shù)分配到24位(即，動態(tài)范圍設(shè)定為144dB以上)，作為超高頻高保真信號進行解碼。這里，對于各子頻帶通常在噪音本底高時通過確保指定的噪音余量并降低位數(shù)，而對噪音成分的數(shù)據(jù)分配無用的信息，決定子頻帶的比例因子，輸出將高位的冗長行程除外的高效率的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
在圖1中，在輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)中，最好在時分多路化方法中包含后面詳細說明的信號信息數(shù)據(jù)。
寬頻帶聲音信號編碼裝置1001包括(a)通過從經(jīng)輸入端子41輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)中將信號信息數(shù)據(jù)進行多路分離來取出并向編碼系統(tǒng)控制單元14輸出、同時將其余的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)向加法器43輸出的信號分離器42、(b)發(fā)生微小電平的高頻脈動信號并向加法器43輸出的編碼高頻脈動發(fā)生器13、(c)將從信號分離器42輸出的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)與從編碼高頻脈動信號發(fā)生器13輸出的高頻脈動信號相加并輸出相加數(shù)據(jù)的加法器43、(d)將從加法器43輸出的相加數(shù)據(jù)分割為(N+1)個子頻帶B0～BN的子頻帶的信號數(shù)據(jù)的子頻帶分割濾波器10、(e)對(N+1)個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別以由編碼系統(tǒng)控制部14設(shè)定的各量化位數(shù)進行子采樣并輸出的子采樣部20-0～20-N、(f)對從子采樣部20-1～20-N輸出的數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測編碼處理并輸出處理后的數(shù)據(jù)的線性預(yù)測編碼器11、(g)對從子采樣部20-0輸出的數(shù)據(jù)以固定的比例因子進行編碼處理并輸出處理后的數(shù)據(jù)的基底頻帶編碼處理部30-0、(h)通過對從線性預(yù)測編碼器11輸出的數(shù)據(jù)以由編碼系統(tǒng)控制部142設(shè)定的各比例因子分別進行編碼處理而壓縮冗長的行程數(shù)據(jù)并輸出處理后的數(shù)據(jù)的冗長壓縮部30-1～30-N、(i)對從冗長壓縮部30-1～30-N輸出的數(shù)據(jù)進行熵編碼處理并輸出處理后的數(shù)據(jù)的熵編碼器16、(j)對從基底頻帶編碼處理部30-0和熵編碼器16輸出的數(shù)據(jù)進行時分多路化處理用以附加編碼系統(tǒng)控制部14的信號信息數(shù)據(jù)并將時分多路化后的數(shù)據(jù)作為編碼數(shù)據(jù)而輸出的多路轉(zhuǎn)換器12、(k)控制寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的動作的編碼系統(tǒng)控制部14、(l)切換編碼系統(tǒng)控制部14根據(jù)信號分離器42的信號信息數(shù)據(jù)控制動作或根據(jù)鍵盤44的信號信息數(shù)據(jù)控制動作的開關(guān)SW1。
表示輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的性質(zhì)的信息即信號信息數(shù)據(jù)包含關(guān)于輸入信號的噪音本底的信息數(shù)據(jù)和輸入信號頻帶的信息數(shù)據(jù)。另外，模式信息數(shù)據(jù)包含關(guān)于高頻脈動信號發(fā)生處理、線性預(yù)測處理和/或是否附加熵編碼處理的數(shù)據(jù)。開關(guān)SW1切換到a側(cè)時，編碼系統(tǒng)控制部14選擇由信號分離器42進行了多路分離的信號信息數(shù)據(jù)，根據(jù)所選擇的信號信息數(shù)據(jù)和使用鍵盤44輸入的模式信息數(shù)據(jù)控制寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的動作。另一方面，開關(guān)SW1切換到b側(cè)時，編碼系統(tǒng)控制部14選擇使用鍵盤44輸入的信號信息數(shù)據(jù)和模式信息數(shù)據(jù)并根據(jù)這些數(shù)據(jù)控制寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的動作。編碼系統(tǒng)控制部14的動作控制項目如下(a)在編碼高頻脈動信號發(fā)生器13中是否發(fā)生編碼高頻脈動信號的設(shè)定、(b)子頻帶分割濾波器10的分割頻帶的設(shè)定、(c)子采樣部20-0～20-N的量化位數(shù)的設(shè)定、(d)是否使線性預(yù)測編碼器11動作的設(shè)定、(e)基底頻帶編碼處理部30-0和冗長壓縮部30-1～30-N的比例因子的設(shè)定、(f)是否使熵編碼器16動作的設(shè)定。
設(shè)定的信號信息數(shù)據(jù)從編碼系統(tǒng)控制部14向多路轉(zhuǎn)換器12輸出。
此外，從寬頻帶聲音信號編碼裝置1001輸出的編碼數(shù)據(jù)向光盤記錄器1002輸出，該編碼數(shù)據(jù)的記錄信號由光盤記錄器1002記錄到高密度的寬頻帶聲音信號記錄媒體即相變化型可改寫的光盤300上。其次，由圖2的光盤再生器1003再生光盤300內(nèi)的記錄信號而得到再生信號，由光盤再生器1003從再生信號中取出原來的編碼數(shù)據(jù)并向?qū)掝l帶聲音信號解碼裝置1004輸出。
圖2所示的寬頻帶聲音信號解碼裝置1004包括(a)從輸入的編碼數(shù)據(jù)中進行時分的多路分離并取出信號信息數(shù)據(jù)向編碼系統(tǒng)控制部54輸出、同時對于其余的編碼數(shù)據(jù)多路分離為N個子頻帶B0～BN的子頻帶的信號數(shù)據(jù)并向熵編碼器56輸出的信號分離器50、(b)對從信號分離器50輸出的自然數(shù)N個(N≥1)的子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行與熵編碼處理相反的熵解碼處理并輸出處理后的數(shù)據(jù)的熵解碼器56、(c)對從信號分離器50輸出的基底頻帶的子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行與基底頻帶編碼處理部30-0相反的解碼處理并輸出處理后的數(shù)據(jù)的基底頻帶解碼處理部60-0、(d)對從熵解碼器56輸出的各數(shù)據(jù)以由編碼系統(tǒng)控制部54設(shè)定的比例因子進行與冗長壓縮部30-1～30-N相反的冗長復(fù)原處理并輸出處理后的數(shù)據(jù)的冗長復(fù)原部60-1～60-N、(e)對從冗長復(fù)原部60-1～60-N輸出的數(shù)據(jù)進行與線性預(yù)測編碼器11相反的線性預(yù)測解碼處理并輸出處理后的數(shù)據(jù)的線性預(yù)測解碼器51、(f)對從基底頻帶解碼處理部60-0輸出的數(shù)據(jù)和從線性預(yù)測解碼器51輸出的各數(shù)據(jù)以由編碼系統(tǒng)控制部54設(shè)定的各采樣頻率進行過采樣并輸出處理后的數(shù)據(jù)的過采樣部70-0～70-N、(g)將從過采樣部70-0～70-N輸出的(N+1)個數(shù)據(jù)合成并輸出合成的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器52、(h)將從子頻帶合成濾波器52輸出的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)和從編碼系統(tǒng)控制部54輸出的信號信息數(shù)據(jù)進行時分多路化處理并將多路化處理后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)通過輸出端子47而輸出的多路轉(zhuǎn)換器46、(i)根據(jù)從信號分離器50輸入的信號信息數(shù)據(jù)和使用鍵盤45輸入的模式信息數(shù)據(jù)控制寬頻帶聲音信號解碼裝置1004的動作的編碼系統(tǒng)控制部54。
編碼系統(tǒng)控制部54的動作控制項目如下(a)信號分離器50的分割頻帶的設(shè)定、
(b)是否使熵解碼器56動作的設(shè)定、(c)基底頻帶解碼處理部60-0和冗長復(fù)原部60-1～60-N的比例因子的設(shè)定、(d)是否使線性預(yù)測解碼器51動作的設(shè)定、(e)過采樣部70-0～70-N的采樣頻率的設(shè)定、(f)子頻帶合成濾波器52的分割頻帶的設(shè)定。
編碼系統(tǒng)控制部54將當前設(shè)定的信號信息數(shù)據(jù)向多路轉(zhuǎn)換器46輸出。
對于上述那樣構(gòu)成的實施例，參照附圖詳細說明各種動作模式的情況。
首先，說明本實施例的第1動作模式的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的編碼動作。在圖1中，首先，例如將開關(guān)SW1切換到a側(cè)，使用鍵盤44輸入信號信息數(shù)據(jù)和模式信息數(shù)據(jù)，該信息數(shù)據(jù)輸入編碼系統(tǒng)控制部14。相應(yīng)地，編碼系統(tǒng)控制部14如上述那樣進行各部分的動作設(shè)定。從輸入端子41輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)在本實施例中具有例如240kHz的采樣頻率、24位的字長(或每1數(shù)據(jù)的位數(shù))，通過信號分離器42和加法器43輸入子頻帶分割濾波器10。這里，上述信號信息數(shù)據(jù)例如進行以下的計算。根據(jù)寬頻帶聲音數(shù)據(jù)生成時的演播室暗噪音、話筒放大器的噪音電平和A/D變換器的規(guī)格等已知參量，另外計算有效的頻帶和每一子頻帶24kHz的噪音本底，從而計算噪音本底信息數(shù)據(jù)和輸入信號頻帶信息數(shù)據(jù)。另外，作為模式信息數(shù)據(jù)，使用鍵盤44輸入在第1動作模式中指令寬頻帶聲音模式的編碼處理的請求的信息。編碼系統(tǒng)控制部14根據(jù)這些指令進行子頻帶分割濾波器10的設(shè)定。子頻帶分割濾波器10將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為例如包含基底頻帶B0和子頻帶B1～子頻帶B4的5個頻帶的數(shù)據(jù)(即，N=4)。
圖3是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第1動作模式的子頻帶的分割方法和子采樣方法的頻譜圖。
在子頻帶分割濾波器10中，如圖3(a)所示，基底頻帶B0設(shè)定為信號頻率0～24kHz的頻帶，子頻帶B1設(shè)定為信號頻率24kHz～48kHz的頻帶，以下，子頻帶B2～子頻帶B4分別依次每隔24kHz分割為直至120kHz的頻帶。為了消除在各子頻帶間的交迭附近發(fā)生的折疊畸變，子頻帶分割濾波器10最好由利用8倍以上的過采樣處理的多相正交鏡象濾波器(Poly-phaseQuadrature Mirror Filter；以下，簡稱為QMF)構(gòu)成。
下面，使用圖1和圖3進行說明。子頻帶分割濾波器10的基底頻帶B0的輸出數(shù)據(jù)的信號頻譜為圖3(b)的B0。圖3中的fovs是QMF的過采樣頻率，設(shè)定為384kHz。子頻帶分割濾波器10的基底頻帶B0的輸出數(shù)據(jù)由子采樣部20-0以子采樣頻率fsub=48kHz進行子采樣。進行了子采樣的數(shù)據(jù)的信號頻譜變換為圖3(c)的低頻數(shù)據(jù)SB0。同樣，圖3(d)、圖3(f)、圖3(h)和圖3(j)分別所示的子頻帶B1、B2、B3和B4的數(shù)據(jù)的信號頻譜向低頻進行子采樣，分別成為圖3(e)的SB1、圖3(g)的SB2、圖3(i)的SB3和圖3(k)的SB4。由于子采樣頻率=48kHz并且量化位數(shù)=24位，所以，各子頻帶的位速率分別是1.152Mbps，從基底頻帶B0到子頻帶B4總和的最大位速率為5.76Mbps。
圖5是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第1動作模式的實施例1的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。在圖5中，水平軸表示信號頻率，左邊的垂直軸表示信號電平，右邊的垂直軸表示編碼位數(shù)。這樣設(shè)定時，萬一在最大的頻帶以寬頻帶輸入高輸出的數(shù)據(jù)時，可以將子頻帶的信號頻帶擴展到120kHz，并且可以將子頻帶的量化位數(shù)配置到24位(即，將動態(tài)范圍設(shè)定為144dB以上)，從而可以對涉及到超高頻區(qū)域的高保真信號進行編碼。在保持最大能力的基礎(chǔ)上，著眼于各子頻帶的數(shù)據(jù)信號成分，利用以下4個方法順序進行無損失編碼。
首先，第1方法是預(yù)先知道輸入信號的噪音本底，不進行無用的信息分配。即使在近年來的優(yōu)異的演播室環(huán)境中，也由于暗噪音和話筒放大器的熱噪音，在未進行聽覺修正的情況下，聲音或音響共鳴的綜合動態(tài)范圍高達約120dB。另外，在20kHz～100kHz的頻帶區(qū)域，A/D變換器的電氣特性也變得苛刻，動態(tài)范圍進一步變窄，作為動態(tài)范圍，最多只能確保約80dB。雖然期待著今后劃時代的發(fā)明，但是，可以預(yù)測，當前則是以緩慢的速度進行改善。
圖6是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第1動作模式的實施例2的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。在圖6中，示出了上述當前的聲音環(huán)境的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的聲音噪音本底，同時示出了根據(jù)噪音本底信息數(shù)據(jù)設(shè)定編碼量化的最低電平的例子。在圖6中，水平軸和垂直軸設(shè)定為和圖5一樣。
編碼系統(tǒng)控制部14根據(jù)噪音本底信息數(shù)據(jù)決定各子頻帶所需要的量化位數(shù)，控制子采樣部20-0～20-4用以設(shè)定所決定的量化位數(shù)?；最l帶B0根據(jù)從先有技術(shù)的SD格式中選擇的格式，量化位數(shù)設(shè)定為24位。作為量化位數(shù)，此外也可以選擇20位和16位。在子頻帶B1中，由于與其相當?shù)念l帶的聲音噪音本底是-105～-115dB，所以，量化位數(shù)設(shè)定為22位，以使編碼量化噪音在-132dB以下。這樣，在聲音噪音本底中獲得約20dB的余量，設(shè)定量化步長尺寸的位數(shù)。這也是為了忠實地將掩沒到聲音噪音本底中的信號進行編碼。同樣，子頻帶B2～B4的量化位數(shù)分別設(shè)定為20、18、16位。
由于量化步長尺寸即量化位數(shù)是聲音系統(tǒng)固有的，所以，最好按聲音單位即節(jié)目單位進行固定。表示這些量化步長尺寸信息或量化位數(shù)信息的識別信號與信號數(shù)據(jù)一起進行時分多路化處理。子采樣部20-0～20-4以子采樣頻率fsub=48kHz對輸入的信號數(shù)據(jù)進行子采樣從而進行低頻變換，同時輸出具有上述指定的量化位數(shù)的處理后的數(shù)據(jù)。這樣，通過確保余量并對僅噪音成分的數(shù)據(jù)不分配無用的信息量，只分配與聲音系統(tǒng)固有的噪音本底相應(yīng)的所需最少限度的位速率。在圖6的例中，各子頻帶的信號數(shù)據(jù)的最大位速率在基底頻帶B0中為1.152Mbps、在子頻帶B1中為1.056Mbps、在子頻帶B2中為0.960Mbps、在子頻帶B3中為0.864Mbps、在子頻帶B4中為0.768Mbps。因此，總和最大位速率為4.800Mbps，可以減小為圖5所示的原來的位速率5.76Mbps的約83％。
對于直線量化的聲音的情況，特別是在微小的電平下，信號的高頻成分與量化噪音頻譜有可能發(fā)生干涉，從而發(fā)生影響收聽的固有頻譜。為了防止發(fā)生這種情況，對于從輸入端子41通過信號分離器42輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)，由加法器43加上由編碼高頻脈動信號發(fā)生器13發(fā)生的微小振幅的高頻脈動信號，通過在寬頻帶聲音數(shù)據(jù)信號中分散固有的噪音頻譜，可以進一步提高收聽效果。因此，也可以采用將從編碼高頻脈動信號發(fā)生器13輸出的高頻脈動信號與寬頻帶聲音數(shù)據(jù)相加的結(jié)構(gòu)。
另外，對于子采樣部20-1～20-4的輸出數(shù)據(jù)，作為用于提高冗長壓縮部30-1～30-4的壓縮效果的前處理，最好利用線性預(yù)測編碼器11進行線性預(yù)測編碼處理。線性預(yù)測編碼器11通過將預(yù)測殘差進行編碼，具有抑制低頻區(qū)頻譜的峰值的作用，這樣，在信號頻譜分布為低頻區(qū)集中型并且為高頻區(qū)衰減型時，可以使頻譜平坦。
其次，子采樣部20-0和線性預(yù)測編碼器11的輸出數(shù)據(jù)分別輸入基底頻帶編碼處理部30-0和冗長壓縮部30-1～30-4?；最l帶編碼處理部30-0具有和輸入寬頻帶聲音數(shù)據(jù)相同的固定的比例因子。
下面，說明第2方法。冗長壓縮部30-1～30-N按節(jié)目單位或每隔指定時間檢測各子頻帶的信號電平的峰值，設(shè)定比例因子，消除高位位的冗長行程部，利用內(nèi)裝的多路轉(zhuǎn)換器時分復(fù)用傳送比例因子，取代高位位。以此來壓縮冗長的行程數(shù)據(jù)。
由冗長壓縮部30-1～30-N決定的比例因子通過編碼系統(tǒng)控制部14傳送到多路轉(zhuǎn)換器12，可以由多路轉(zhuǎn)換器12將編碼數(shù)據(jù)和該比例因子進行時分復(fù)用處理。
進而，說明第3方法。熵編碼器16按指定的時間區(qū)間分割冗長壓縮部30-1～30-4的各子頻帶的信號數(shù)據(jù)，根據(jù)在其中出現(xiàn)的模式的出現(xiàn)頻度制作設(shè)定字長的變換表，根據(jù)該變換表進行數(shù)據(jù)壓縮。使用的變換表制作成多個，有選擇地使用壓縮率高的進行相應(yīng)的處理。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，進一步進行數(shù)據(jù)壓縮處理。通過該壓縮處理而得到的信號數(shù)據(jù)就是可以利用熵解碼器56所具有的反變換表再現(xiàn)原來的數(shù)據(jù)的無損失編碼。
另外，也可以具有圖16所示的Δ∑調(diào)制器16a取代例如熵編碼器18。這時，將各子頻帶的信號數(shù)據(jù)的字長變換為位流，使用Δ∑調(diào)制的整形濾波器確保所需頻帶的動態(tài)范圍。在該變形例中，如圖17所示，圖2的熵解碼器50置換為Δ∑解調(diào)器56a。
下面，說明將實際的音樂編碼的例子。
圖7是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第1動作模式的實施例3中、在民族樂器嘎麥蘭的最強音調(diào)的部分觀測達到100kHz的頻譜的例子和將其編碼時的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。圖7的虛線描繪的是在民族樂器嘎麥蘭的最強音調(diào)的信號的節(jié)目中達到峰值的電平。這樣，在自然界觀測100kHz之前的成分時，隨著頻率成為高頻，聲音的能量減小。冗長壓縮部30-1～30-4根據(jù)各子頻帶的信號數(shù)據(jù)的峰值電平?jīng)Q定比例因子，通過消除高位冗長行程來壓縮信號數(shù)據(jù)。
如圖7所示，子頻帶B1的比例因子設(shè)定為4，子頻帶B2的比例因子設(shè)定為8，子頻帶B3的比例因子設(shè)定為12，子頻帶B4的比例因子設(shè)定為13。即，本實施例的比例因子表示削減位數(shù)。結(jié)果，子頻帶B1削減了22位中的4位，用18位就可以毫無保留地表現(xiàn)全部信息數(shù)據(jù)。同樣，子頻帶B2用12位、子頻帶B3用7位、子頻帶B4用4位就可以完全不劣化地表現(xiàn)全部信息數(shù)據(jù)。將不劣化的編碼稱為無損失編碼。這樣，用帶比例因子進行無損失編碼的數(shù)據(jù)通過記錄再生后或傳送后的解碼，便可完全不劣化地復(fù)原全部信息數(shù)據(jù)。
這里，圖7的各子頻帶的信號數(shù)據(jù)的傳送位速率在基底頻帶B0中為1.152Mbps，在子頻帶B1中為0.864Mbps，在子頻帶B2中為0.576Mbps，在子頻帶B3中為0.336Mbps，在子頻帶B4中為0.192Mbps。因此，總和最大位速率為3.120Mbps。這就削減為圖5所示的噪音本底和未進行行程壓縮時的位速率5.76Mbps的約54％。結(jié)果，雙通道的數(shù)據(jù)信號的傳送位速率為6.24Mbps，未超過SD格式的暫定分配上限即6.75Mbps。
圖8是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第1動作模式的實施例4的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。這里，圖8表示對古典音樂進行編碼時最強音調(diào)的部分的頻譜與位速率的關(guān)系。聲音系統(tǒng)環(huán)境設(shè)定為和圖7一樣，所以，噪音本底和編碼量化位數(shù)可以設(shè)定為相同，但是，與嘎麥蘭音樂相比，高頻區(qū)的峰值頻譜低，所以，冗長行程的壓縮效果更大。在圖8中，所需量化位數(shù)和傳送位速率分別為在子頻帶B1中為15位/0.72Mbps，在子頻帶B2中為8位/0.384Mbps，在子頻帶B3中為5位/0.24Mbps，在子頻帶B4中為4位/0.192Mbps。因此，總和最大位速率為2.688Mbps。這就削減為圖5所示的噪音本底和未進行行程壓縮時的位速率5.76Mbps的約47％。結(jié)果，雙通道也只有5.376Mbps，未超過DVD的分配上限約6.75Mbps，將上述信號數(shù)據(jù)記錄到DVD上時，記錄時間約為2小時，在實用上也是很優(yōu)異的。
在上述實施例中，對基底頻帶B0不進行壓縮，直接采用1.152Mbps，是為了將該實施例的聲音信號格式設(shè)定為和SD的聲音信號格式相同。在SD格式中，采樣頻率和量化位數(shù)以及通道數(shù)的組合如以下表1所示。表1
因此，從確?；Q性的角度出發(fā)，最好從上述表1中選擇基底頻帶B0。這樣，將SD的基本格式和基底頻帶的格式作為共同的格式進行處理，就可以再生基底頻帶B0的信號數(shù)據(jù)，從而可以確保具有SD的基本格式的再生器與本實施例的光盤再生器1002之間的互換性。即，如圖15所示，即使在僅與SD的基本格式對應(yīng)的先有技術(shù)的AV盤再生器或播放機中，也具有可以從本實施例的光盤的記錄信號的編碼數(shù)據(jù)中取出共同部分的數(shù)據(jù)進行再生的互換性。另外，在具有本實施例的光盤記錄器1002和光盤再生器1003的光盤記錄再生器即超高保真盤播放器中，具有可以將按SD的基本格式記錄的先有技術(shù)的AV盤的聲音信號再生部和基底頻帶處理部共同設(shè)計的可能性，這時，可以大幅度地降低制造成本。
圖4是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第2動作模式的子頻帶的分割方法和子采樣方法的頻譜圖。如圖4(a)所示，分割成將基底頻帶B0設(shè)定為信號頻率48kHz之前的頻帶，將子頻帶B1設(shè)定為信號頻率48kHz～72kHz的頻帶，將子頻帶B2～子頻帶B3順序每隔24kHz設(shè)定為直至120kHz的頻帶。將由QMF構(gòu)成的子頻帶分割濾波器10的過采樣頻率fove設(shè)定為384kHz。子頻帶分割濾波器10的基底頻帶B0的輸出數(shù)據(jù)的信號頻譜如圖4(b)所示。將該輸出數(shù)據(jù)用子采樣頻率fsub0=96kHz進行了子采樣的信號頻譜如圖4(c)所示。這樣，就將基底頻帶的信號數(shù)據(jù)變換為低頻區(qū)數(shù)據(jù)。同樣，子頻帶B1、B2和B3的信號頻譜分別為圖4(d)、圖4(f)和圖4(h)，用子采樣頻率fsub1～fsub3進行向低頻區(qū)子采樣后的頻譜分別如圖4(e)、圖4(g)和圖4(i)所示。
圖9是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第1動作模式的實施例5中使基底頻帶B0的信號為采樣頻率=96kHz、量化位數(shù)=24位時的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。這里，圖9表示輸入高頻區(qū)的頻譜非常大的嘎麥蘭音樂的最強音調(diào)部分的信號時第2動作模式的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的編碼特性例。輸入用圖9的虛線表示的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)時，總和最大位速率為3.36Mbps。該值也未超過上述SD格式的暫定分配上限即雙通道的6.75Mbps。
圖10是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第2動作模式的實施例1中寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的位數(shù)為20位時子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。使用鍵盤44將這些信息數(shù)據(jù)作為噪音本底信息數(shù)據(jù)而輸入，編碼系統(tǒng)控制部14根據(jù)這些信息數(shù)據(jù)設(shè)定子頻帶的分割方法和編碼量化方法。這時，量化位數(shù)在包含基底頻帶B0的所有的子頻帶中設(shè)定為最大20位。這時的總和最大位速率為2.832Mbps。
圖11是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第2動作模式的實施例2中寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的位數(shù)為16位時子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。這時，量化位數(shù)在包含基底頻帶B0的所有的子頻帶中設(shè)定為最大16位。這時的總和最大位速率為2.208Mbps。
圖12是表示在圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第2動作模式的實施例3中寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的原來的采樣頻率為96kHz、信號頻帶為48kHz時子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。這時，使用鍵盤44輸入輸入信號頻帶信息數(shù)據(jù)，編碼系統(tǒng)控制部14根據(jù)該信息數(shù)據(jù)決定所需要的子頻帶的帶寬，控制子頻帶分割濾波器10和子采樣部20-0～20-4的動作，用以將所決定的頻帶設(shè)定給子頻帶分割濾波器10和子采樣部20-0～20-4。另外，只對基底頻帶B0和子頻帶B1分配位，不向子頻帶B2～子頻帶B4分配位。這時的總和最大位速率為2.016Mbps。
圖13是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第3動作模式的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。圖13是將基底頻帶B0的信號頻帶設(shè)定為0～48kHz、將子頻帶B1的頻帶設(shè)定為48kHz～120kHz即分割為總共2個頻帶的簡化的實施例。
圖14是表示圖1的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的第4動作模式的子頻帶的分割方法和編碼量化方法的頻率特性圖。在圖14中，將基底頻帶B0的信號頻帶設(shè)定為0～24kHz，將子頻帶B1的頻帶設(shè)定為24kHz～120kHz，即，是分割為總共2個頻帶的另一簡化的實施例。省略對它們的詳細說明。
另外，如圖1和圖2所示，通過具有熵編碼器16和熵解碼器51，本實施例的編碼數(shù)據(jù)具有壓縮效果，同時是可逆變換，所以，具有可以進行無損失的解碼的效果。
如上所述，將處理過的基底頻帶的信號數(shù)據(jù)、N個子頻帶的各信號數(shù)據(jù)、N個子頻帶的比例因子、表示是否加上了高頻脈動信號的識別信號、表示是否為線性預(yù)測編碼的識別信號、表示是否進行了熵編碼的識別信號、表示熵編碼器的變換表的種類的識別信號和表示是否進行了Δ∑調(diào)制的識別信號等暫時存儲到多路轉(zhuǎn)換器12內(nèi)的存儲器中，從存儲器中順序讀出數(shù)據(jù)，實現(xiàn)分時多路化處理，用以將這些數(shù)據(jù)變換為例如用于記錄到DVD等光盤300上的指定的數(shù)據(jù)格式，并將進行了多路化處理的編碼數(shù)據(jù)向光盤記錄器1002輸出。
光盤記錄器1002是通過對從寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的多路轉(zhuǎn)換器12輸出的編碼數(shù)據(jù)進行指定的記錄編碼處理和記錄信號放大處理等、發(fā)生記錄信號并記錄到相變化型可改寫的光盤300上的裝置，如圖1所示，具有記錄編碼器101、記錄處理器102、激光二極管103和盤驅(qū)動機構(gòu)104。這里，光盤300具有中心孔300h，是形成依據(jù)DVD記錄格式的記錄數(shù)據(jù)格式的高密度記錄型光盤，放置在光盤記錄器1002內(nèi)的指定的放置位置，由盤驅(qū)動機構(gòu)104驅(qū)動轉(zhuǎn)動。記錄編碼器101對從寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的多路轉(zhuǎn)換器12輸出的編碼數(shù)據(jù)進行利用指定的糾錯方式的記錄編碼處理，并將賦予了例如奇偶性的編碼數(shù)據(jù)向記錄處理器102輸出。記錄處理器102將輸入的編碼數(shù)據(jù)變換為記錄信號，放大該記錄信號，并將放大的記錄信號向激光二極管103輸出。激光二極管103發(fā)生按照記錄用的記錄信號而調(diào)制的激光，通過向應(yīng)記錄的光盤300的部分照射激光，將記錄信號記錄到光盤300上。
光盤再生器1003是再生記錄在光盤300上的記錄信號得到再生信號、通過對該再生信號進行指定的再生信號放大處理和再生解碼處理等而發(fā)生原來的編碼數(shù)據(jù)的裝置，如圖2所示，具有激光二極管201、光檢測器202、再生處理器203、再生解碼器204和盤驅(qū)動機構(gòu)205。這里，光盤300放置在光盤再生器1003內(nèi)的指定的放置位置，由盤驅(qū)動機構(gòu)205驅(qū)動轉(zhuǎn)動。激光二極管201發(fā)生用于進行再生的較弱的連續(xù)的激光，向應(yīng)進行再生的光盤300的某一部分照射激光，光盤300的該部分的反射光入射到光檢測器202上，光檢測器202檢測該反射光，將其變換為電信號，并將上述電信號向再生處理器203輸出。再生處理器203進行波形成形處理，將輸入的電信號變換為脈沖狀的數(shù)字數(shù)據(jù)。然后，再生解碼器204通過對變換后的數(shù)字數(shù)據(jù)進行與記錄編碼器102的記錄編碼處理相反的再生解碼處理，除去上述指定的用于糾錯的奇偶校驗位，取出原來的編碼數(shù)據(jù)并向?qū)掝l帶聲音信號解碼裝置1004輸出。
在可改寫的光盤300上，至少在其一面形成光記錄層，這里，第1反射率表示信息數(shù)據(jù)“0”，第2反射率表示信息數(shù)據(jù)“1”。記錄信息數(shù)據(jù)“0”或“1”時，從激光二極管103向應(yīng)記錄的光盤300的某一部分照射第1光強度或第2光強度的激光。并且，記錄層的反射率按照激光的強度而成為第1值或第2值。另一方面，在讀出信息數(shù)據(jù)時，從激光二極管201連續(xù)地在應(yīng)進行再生的光盤300的某一部分照射弱的激光，并且由光檢測器202檢測例如反射光的強度值，所檢測的信號就成為再生信號。
下面，參照圖2詳細說明寬頻帶聲音信號解碼裝置1004的動作。
在圖2中，使用鍵盤45輸入指令寬頻帶聲音信號解碼裝置1004全體的動作的模式信息數(shù)據(jù)，該模式信息數(shù)據(jù)被輸入到解碼系統(tǒng)控制部54。信號分離器50從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將噪音本底信息數(shù)據(jù)和輸入信號頻帶信息數(shù)據(jù)進行多路分離，并向解碼系統(tǒng)控制部54輸出。與此相應(yīng)地，解碼系統(tǒng)控制部54控制全體的動作。另外，信號分離器50從其余的編碼數(shù)據(jù)中將基底頻帶的信號數(shù)據(jù)和N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行多路分離，并將基底頻帶的信號數(shù)據(jù)向基底頻帶解碼處理部60-0輸出，同時將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)向熵解碼器56輸出。這里，基底頻帶解碼處理部60-0進行基底頻帶專用的解碼處理，并將處理后的信號數(shù)據(jù)向過采樣部70-0輸出。另一方面，對于除了基底頻帶的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，由熵解碼器進行熵解碼處理，并將處理后的各信號數(shù)據(jù)向冗長復(fù)原部60-1～60-4輸出。冗長復(fù)原部60-1～60-4分別通過對輸入的信號數(shù)據(jù)進行再生并附加上冗長的行程數(shù)據(jù)來進行復(fù)原，并將復(fù)原處理后的信號數(shù)據(jù)向線性預(yù)測解碼器51輸出。線性預(yù)測解碼器51對從冗長復(fù)原部60-1～60-N輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測處理，并將處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)向過采樣部70-1～70-N輸出。過采樣部70-0～70-N由編碼系統(tǒng)控制部54設(shè)定其采樣頻率，將從基底頻帶解碼處理部60-0和線性預(yù)測解碼器51輸出的信號數(shù)據(jù)進行過采樣，并將處理后的信號數(shù)據(jù)向子頻帶合成濾波器52輸出。與此相應(yīng)地，子頻帶合成濾波器52將(N+1)個信號數(shù)據(jù)合成，并通過多路轉(zhuǎn)換器46和輸出端子47輸出合成后的解碼數(shù)據(jù)。輸出的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)由寬頻帶高位的D/A變換器(圖中未示出)變換為寬頻帶音頻的模擬信號，之后通過揚聲器(圖中未示出)再生變換后的模擬信號。
下面，說明使用記錄了圖7所示的民族樂器嘎麥蘭音樂的寬頻帶聲音信號記錄媒體即光盤300再生記錄信號、并將再生信號的編碼數(shù)據(jù)進行無損失解碼的情況。如圖7所示，比例因子在子頻帶B1中設(shè)定為4、在子頻帶B2中設(shè)定為8、在子頻帶B3中設(shè)定為12、在子頻帶B4中設(shè)定為13。子頻帶B1的信號數(shù)據(jù)去掉了22位中的4位，用18位表現(xiàn)全部信息數(shù)據(jù)，所以，將噪音本底的2位附加到最低位位LSB一側(cè)，將冗長頭上空間(へッド-ル-ム)的4位附加到最高位位MSB一側(cè)，復(fù)原為24位數(shù)據(jù)。同樣，子頻帶B2用12位、子頻帶B3用7位、子頻帶B4用4位表現(xiàn)全部信息數(shù)據(jù)，所以，分別將位附加到最低位位LSB一側(cè)和最高位位MSB一側(cè)，復(fù)原為24位數(shù)據(jù)。這樣，用帶比例因子而無損失編碼的數(shù)據(jù)由寬頻帶聲音信號解碼裝置1004進行全部信息數(shù)據(jù)的復(fù)原，所以，完全不會發(fā)生劣化。這樣，各子頻帶的信號數(shù)據(jù)的傳送位速率在基底頻帶B0中為1.152Mbps、在子頻帶B1中為0.864Mbps、在子頻帶B2中為0.576Mbps、在子頻帶B3中為0.336Mbps、在子頻帶B4中為0.192Mbps。因此，總和最大位速率為3.120Mbps。寬頻帶聲音信號解碼裝置1004將總和最大位速率為3.120Mbps的信號數(shù)據(jù)復(fù)原為具有圖5所示的位速率5.76Mbps的全頻帶和全部位的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。并且，該寬頻帶聲音數(shù)據(jù)利用例如采樣頻率=240kHz和字長=24位的高性能D/A變換器(圖中未示出)變換為寬頻帶音頻的模擬信號后進行再生。
然而，在聲音再生裝置中，便攜式或車載式的用途也很多。對于這種用途，小型化、輕量化同時特別省電是重要的。由于其再生環(huán)境的噪音本底高，所以，考慮到即使再現(xiàn)聲音時的高動態(tài)范圍也是沒有意義的，為了得到所需最小限度的動態(tài)范圍和頻率特性，將解碼信號處理器的規(guī)格和D/A變換器的規(guī)格設(shè)定為所需要的性能。利用這樣的規(guī)格的限制減少處理量，其結(jié)果便可省電。因此，將例如用于有選擇地設(shè)定省電模式的鍵開關(guān)設(shè)置在鍵盤44和45上，通過按下該鍵開關(guān)來設(shè)定省電模式。在省電模式下，將有效頻帶設(shè)定為0～72kHz，將有效字長設(shè)定為18位。這些規(guī)格信息數(shù)據(jù)從解碼系統(tǒng)控制部54控制各部分，達到使不需要的子頻帶的動作休止。
下面，對再生記錄圖7所示的民族樂器嘎麥蘭音樂的寬頻帶聲音信號記錄媒體的記錄信號并進行無損失解碼的情況說明具體例子。省略子頻帶B3和子頻帶B4的處理。即，決定再生120kHz之前的子頻帶，例如到72kHz為止。這樣，在冗長復(fù)原部60-1～60-4和過采樣部70-0～70-4以及子頻帶合成濾波器52中，可以削減處理子頻帶B3和子頻帶B4的信號數(shù)據(jù)的電路部分。另外，對于劣化位數(shù)，通過將最大劣化位數(shù)設(shè)定為例如18位，可以將基底頻帶解碼處理部60-0、冗長復(fù)原部60-1～60-N、過采樣部70-0～70-N和子頻帶合成濾波器52的運算字長分別削減為18位。利用這些處理速率和電路的削減，可以大幅度地減輕寬頻帶聲音信號解碼裝置1004的功率消耗。
下面，說明用具有SD格式的先有技術(shù)的AV盤再生器或播放器、即用采樣頻率和位數(shù)的組合限于以下組合的機器從本發(fā)明的本實施例的寬頻帶聲音信號記錄媒體即光盤300再生記錄信號的情況。表2
圖15是表示先有技術(shù)的AV盤再生器與本實施例的光盤再生器以及先有技術(shù)的AV盤與本實施例的光盤之間的相互動作的互換性的圖。
將實施例的第1動作模式的基底頻帶B0的規(guī)格同樣設(shè)定為SD格式的規(guī)格即采樣頻率=48kHz、量化位數(shù)=24位、通道數(shù)=2通道，并且使子頻帶B1～子頻帶B4的信號數(shù)據(jù)按幀分割，生成記錄到其余的六個通道為止的區(qū)域的寬頻帶聲音信號記錄媒體的光盤300，通過將該光盤300在光盤再生器1003中只再生主要的雙通道，即使在只與SD格式的規(guī)格對應(yīng)的光盤再生器中，基底頻帶B0的信號數(shù)據(jù)的再生也可以再生上述信號數(shù)據(jù)。
即使使用只與SD的基本格式對應(yīng)的先有技術(shù)的AV盤播放器或再生器再生記錄在本實施例的光盤300上的記錄信號，也有可能實現(xiàn)可以取出共同部分的信號數(shù)據(jù)進行再生的互換性。
此外，在裝有本發(fā)明實施例的寬頻帶聲音信號解碼裝置1004的再生機器中，再生以SD的基本格式記錄聲音信號數(shù)據(jù)的光盤時，可以共用第1動作模式或第2動作模式的基底頻帶B0的處理部。另外，通過共用基底頻帶解碼處理部60-0和過采樣部70-0，可以輸出聲音數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的實施例是構(gòu)成用于實現(xiàn)所能考慮的最高的性能的基本框架的格式和裝置的情況。該最大框架與當前所能實現(xiàn)的環(huán)境的條件以及元器件和電路技術(shù)達到的規(guī)格之間存在大的距離。因此，當前根據(jù)現(xiàn)實的規(guī)格設(shè)定參量，生產(chǎn)和銷售本發(fā)明的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001、寬頻帶聲音信號記錄媒體即光盤300、和寬頻帶聲音信號解碼裝置1004，在將來能在更好的環(huán)境下聲音、開發(fā)了性能進一步改善的元器件和電路時，基本規(guī)格不變，只改變參量就可以改善規(guī)格。這樣，在寬頻帶聲音信號編碼裝置1001、寬頻帶聲音信號記錄媒體即光盤300和寬頻帶聲音信號解碼裝置1004中，可以獨立地分別改善各自的規(guī)格的特性，不需要同時進行改變。是包括了將來的規(guī)格擴展性的可定標的格式。換言之，在可以改變參量的意義上，本實施例的編碼數(shù)據(jù)是可定標的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)，本實施例的寬頻帶聲音信號編碼裝置1001和寬頻帶聲音信號解碼裝置1004是可以在將該可定標的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)編碼后進行解碼從而復(fù)原為原來的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的裝置。
在上述實施例中，冗長壓縮部30-1～30-N和冗長復(fù)原部60-1～60-N使用根據(jù)指定時間的放置電平定標比例因子而進行記錄再生或傳送的方法，但是，本發(fā)明不限于此，也可以使用例如表參照型矢量量化方法等其他壓縮方法。
另外，在上述實施例中，將過采樣頻率設(shè)定為384kHz，但是，本發(fā)明不限于此，也可以根據(jù)子頻帶分割濾波器10和子頻帶合成濾波器52的動作和電氣特性改變過采樣頻率。
此外，寬頻帶聲音信號編碼裝置1001的輸入位數(shù)和輸出位數(shù)等不必限定上述實施例的規(guī)格。另外，在上述實施例中，子頻帶的頻帶寬度是一樣的，為了簡化電路結(jié)構(gòu)，最好采用一樣的寬度。
另外，在本發(fā)明的實施例中，分別將寬頻帶聲音信號編碼裝置1001與寬頻帶聲音信號解碼裝置1004分離，但是，也可以在編碼時利用數(shù)字信號處理器和存儲器構(gòu)成子頻帶分割濾波器10、子采樣部20-0～20-N、基底頻帶編碼處理部30-0、冗長壓縮部30-1～30-N和多路轉(zhuǎn)換器12，使之動作而得到編碼數(shù)據(jù)，另一方面，在解碼時，利用系統(tǒng)控制部14和54的模式切換來改變動作模式，利用上述數(shù)字信號處理器和存儲器構(gòu)成信號分離器50，基底頻帶解碼處理部60-0、冗長復(fù)原部60-1～60-N、過采樣部70-0～70-N和子頻帶合成濾波器52，使之動作，取出解碼后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。即，也可以構(gòu)成具有寬頻帶聲音信號編碼裝置1001和寬頻帶聲音信號解碼裝置1004的寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置。這時，應(yīng)用于例如具有光盤記錄器1002和光盤再生器1003的記錄再生裝置時，記錄和再生可以共用幾乎所有的電路，從而可以獲得簡化電路的特有的效果。
在上述實施例中，使用了使用線性預(yù)測編碼方法的線性預(yù)測編碼器和使用線性預(yù)測解碼方法的線性預(yù)測解碼器51，但本發(fā)明并不限于此，例如也可以使用哈夫曼編碼的熵編碼壓縮來代替線性預(yù)測編碼器11及線性預(yù)測解碼器51來編碼和解碼。
在上述實施例中，使用了可改寫的光變化型光盤300，但是，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明也可以使用讀出專用光盤、可追記的盤等其他種類的盤記錄再生裝置。
在本實施例中，光盤記錄器1002和光盤再生器1003是分離的，但是，也可以采用將盤驅(qū)動機構(gòu)104和盤驅(qū)動機構(gòu)205合并作為1個機構(gòu)而構(gòu)成，從而將光盤記錄器1002和光盤再生器1003合并。
在上述實施例中，使用光盤作為記錄媒體，但是，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明也可以使用光磁盤、光盤、磁盤、小型盤、壓縮帶、半導(dǎo)體存儲器等其他種類的記錄媒體。
在上述實施例中，使用光盤記錄器1002和光盤再生器1003記錄和再生寬頻帶聲音數(shù)據(jù)，但是，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明也可以應(yīng)用于以下所示的傳送系統(tǒng)。例如，可以使用調(diào)制解調(diào)器或傳送裝置將由寬頻帶聲音信號編碼裝置1001編碼的數(shù)據(jù)通過電話線路、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))、數(shù)據(jù)包交換網(wǎng)線路、ATM(非同步傳送模式)通信線路、系統(tǒng)中繼通信線路等通信線路傳送給對方的調(diào)制解調(diào)器或傳送裝置。另一方面，對方的調(diào)制解調(diào)器或傳送裝置接收傳送來的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)，由寬頻帶聲音信號解碼裝置1004將接收的編碼數(shù)據(jù)解碼為原來的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
在上述實施例中，具有信號分離器42和多路轉(zhuǎn)換器46，但是，本發(fā)明不限于此，也可以不具有這些。
在上述實施例中，具有編碼高頻脈動信號發(fā)生器13和加法器43，但是，本發(fā)明不限于此，也可以不具有這些。
在上述實施例中，設(shè)置了基底頻帶和指定的自然數(shù)N個子頻帶，但是，也可以將基底頻帶視為1個子頻帶，作為方便的名稱，設(shè)置為共計(N+1)個子頻帶。
另外，也可以將基底頻帶B0的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度。此外，也可以將基底頻帶B0的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。另外，也可以將各子采樣部20-0～20-N的各子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
另外，也可以將基底頻帶B0的子采樣頻率和其他子頻帶B1～BN的子采樣頻率設(shè)定為相同。此外，上述N個冗長壓縮部30-1～30-N的各比例因子最好分別至少按聲音的信號的節(jié)目單位固定。另外，基底頻帶編碼處理部30-0最好使用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線形編碼PCM方式將基底頻帶的信號數(shù)據(jù)編碼。此外，上述噪音本底信息數(shù)據(jù)包含(a)關(guān)于錄音演播室的暗噪音和聲音話筒以及話筒放大器的噪音特性的信息、(b)關(guān)于輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的采樣頻率和字長的信息和(c)在使用混頻落地式收音機和試驗器中的至少一方的音響裝置時關(guān)于上述音響裝置的噪音特性的信息中的至少1種信息。
另外，編碼系統(tǒng)控制部14最好在各子頻帶中決定上述各子頻帶的量化位數(shù)，用以按照根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)決定的噪音本底的dB值，將指定的dB值的低電平設(shè)定為編碼量化最低電平。
此外，也可以將上述基底頻帶B0和上述至少1個子頻帶分配分別與別的裝置的多路通道的各通道對應(yīng)。
如上所述，按照本發(fā)明的本實施例，通過使用多個子頻帶分割方法和線性PCM編碼方法根據(jù)輸入的噪音本底信息數(shù)據(jù)和信號頻帶信息數(shù)據(jù)利用改變噪音本底而減少位數(shù)，并且通過決定比例因子，使冗長行程的壓縮作用發(fā)生作用，所以，萬一在最大頻帶及寬頻帶輸入高輸出的數(shù)據(jù)時，可以自動地將頻帶擴展到120kHz，并且保持可以分配到24位而作為超高頻高保真信號進行編碼的能力。另一方面，可以獲得有效地將自然界的聲音無損失地編碼的效果。另外，該編碼數(shù)據(jù)可以記錄到寬頻帶聲音信號記錄媒體即光盤300上。另外，從記錄了上述編碼數(shù)據(jù)的記錄信號的光盤300上再生上述記錄信號，寬頻帶聲音信號解碼裝置1004根據(jù)在該再生的再生信號的編碼信號中按時分多路化方法所包含的噪音本底信息數(shù)據(jù)和冗長行程信息數(shù)據(jù)，解碼為原來的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
此外，隨著技術(shù)的進步，改變編碼參量和解碼參量，可以將編碼數(shù)據(jù)的記錄信號記錄到寬頻帶聲音信號記錄媒體即光盤300上。這里，通過根據(jù)記錄到光盤300上的信號信息數(shù)據(jù)設(shè)定寬頻帶聲音信號解碼裝置1004的動作規(guī)格，可以使之與寬頻帶聲音信號編碼裝置1001連動地動作。通過根據(jù)光盤再生器1003的所需頻帶和位數(shù)有限制地改變再生處理的規(guī)格，便可提供更省電、經(jīng)濟性優(yōu)異的寬頻帶聲音信號解碼裝置1004。除了上述效果之外，還具有以下具體的作用效果。
(a)以每1通道3.12Mbps的低位速率，可以同時實現(xiàn)140dB以上的高動態(tài)范圍和奈奎斯特頻率=120kHz的寬頻帶的2個特性。換言之，消除了由于微小電平的畸變率惡化而引起聲音變啞的情況，可以進行20kHz～120kHz的超高頻信號的原聲再生，擺脫先有技術(shù)的光盤(CD)等的采樣頻率=44.1kHz和量化位數(shù)=16位的限定的空間，可以實現(xiàn)能夠無限透明地到超高頻區(qū)域進行再生的自然的記錄和再生以及記錄上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號的記錄媒體和再生聲場。
(b)由于音樂信號中的超聲波頻帶的能量小，所以，通過壓縮冗長的行程，在信號僅在超高頻區(qū)域或主要是超高頻成分時，可以用24位的量化位數(shù)的精度進行無損失編碼。這樣，便可抑制平均位速率的上升。
(c)此外，最好通過利用熵編碼或Δ∑調(diào)制或?qū)⑺鼈兘M合壓縮指定的子頻帶的信號數(shù)據(jù)，可以獲得與行程壓縮相乘的作用效果，從而可以進一步發(fā)揮降低平均位速率的效果。
(d)由于是利用再生頻帶與動態(tài)范圍之積決定所需位速率的可定標編碼，所以，當前所能實現(xiàn)的最高性能的元器件和電路可以用低位速率進行編碼，如果將來性能改善了，可以根據(jù)發(fā)展進步自由地改變和調(diào)整位速率。
(e)使用共同的記錄媒體，即使用著眼于便攜式的省電的、簡化規(guī)格的寬頻帶聲音信號解碼裝置也可以進行再生。
(f)由于使基底頻帶和先有的格式相同并且可以通用，所以，在基底頻帶的頻帶區(qū)域可以獲得與先有技術(shù)的格式的互換性，通過將其作為過渡的格式，新媒體的共同部分的信號數(shù)據(jù)也可以使用先有技術(shù)的機器或DVD視頻播放機進行再生。
以上，參照附圖、聯(lián)系優(yōu)選實施例充分說明了本發(fā)明，但是，對于業(yè)內(nèi)人員而言，顯然可以進行種種變更或修正。只要這種變更和修正不超出權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍，就應(yīng)理解為包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照本發(fā)明，可以提供寬頻帶聲音信號編碼裝置、寬頻帶聲音信號解碼裝置、具有寬頻帶聲音信號編碼裝置和寬頻帶聲音信號解碼裝置的寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置、寬頻帶聲音信號記錄媒體。
上述寬頻帶聲音信號編碼裝置具有將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出的子頻帶分割濾波器、將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用指定的各量化位數(shù)進行子采樣并輸出的N個子采樣單元、根據(jù)輸入的噪音本地信息決定上述N個子采樣單元的各量化位數(shù)并設(shè)定分別對上述N個子采樣單元設(shè)定上述決定的各量化位數(shù)的量化位數(shù)量化位數(shù)的編碼系統(tǒng)控制單元和使從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器。
另外，上述寬頻帶聲音信號解碼裝置具有從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和噪音本底信息進行多路分離的信號分離器、通過根據(jù)上述噪音本底信息對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出的N個冗長復(fù)原單元、對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的N個過速率采樣單元和將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的子頻帶合成濾波器。
此外，上述寬頻帶聲音信號記錄媒體是將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)、根據(jù)上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本地信息決定子采樣用的量化位數(shù)、分別用上述決定的量化位數(shù)對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行子采樣、記錄將進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)的寬頻帶聲音信號記錄媒體。
因此，與先有技術(shù)相比，用每1通道比較低的位速率可以同時實現(xiàn)非常高的動態(tài)范圍和寬頻帶的2個特性。換言之，消除了由于微小電平的畸變率的惡化而聲音變啞的情況，例如，可以實現(xiàn)直至120kHz的超高頻信號的原聲再生，從而可以擺脫限于先有技術(shù)的壓縮盤(CD)等的空間，可以實現(xiàn)能夠無限透明地到超高頻區(qū)域進行再生的自然的記錄和再生以及記錄上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號的記錄媒體和再生聲場。
權(quán)利要求
1．一種寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于，具有子頻帶分割濾波器，將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用指定的各量化位數(shù)進行子采樣并輸出；編碼系統(tǒng)控制單元，根據(jù)輸入的噪音本地信息決定上述N個子采樣單元的各量化位數(shù)，并設(shè)定分別對上述N個子采樣單元設(shè)定上述決定的各量化位數(shù)的量化位數(shù)；和多路轉(zhuǎn)換器，使從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)。
2．一種寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于，具有編碼系統(tǒng)控制單元，根據(jù)包含輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息的輸入的信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶分割寬度和分割數(shù)N；子頻帶分割濾波器，將上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行采樣并輸出；N個冗長壓縮單元，通過檢測從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)的指定時間的信號數(shù)據(jù)的峰值電平，決定比例因子，并根據(jù)決定的比例因子進行從上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中將高位的冗長行程除外的除外處理，從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和多路轉(zhuǎn)換器，使由上述冗長壓縮單元決定的比例因子和從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化，并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)。
3．一種寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于，具有編碼系統(tǒng)控制單元，根據(jù)包含輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本地信息和信號頻帶信息的輸入的信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N，并且根據(jù)上述噪音本地信息決定指定的自然數(shù)N個子采樣單元的各量化位數(shù)；子頻帶分割濾波器，將上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)用由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的各量化位數(shù)分別進行采樣并輸出；和多路轉(zhuǎn)換器，使從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)多路化，并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)。
4．按權(quán)利要求1～3中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度。
5．按權(quán)利要求1～3中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
6．按權(quán)利要求1～3中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子采樣單元的各子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
7．按權(quán)利要求1～3中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率和其他子頻帶的子采樣頻率設(shè)定為相同。
8．按權(quán)利要求2所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述N個冗長壓縮單元的各比例因子分別至少按聲音的信號的節(jié)目單位固定。
9．按權(quán)利要求2所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的信號數(shù)據(jù)不進行由上述各冗長壓縮單元進行的高位的冗長行程的除外處理，而利用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線形編碼PCM方式進行編碼。
10．按權(quán)利要求1或3所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述噪音本底信息包含關(guān)于錄音演播室的暗噪音和聲音話筒以及話筒放大器的噪音特性的信息、關(guān)于輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的采樣頻率和字長的信息和在使用混頻落地式收音機和試驗器中的至少其一的音響裝置時關(guān)于上述音響裝置的噪音特性的信息中的至少1種信息。
11．按權(quán)利要求10所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述編碼系統(tǒng)控制單元在上述各子頻帶中決定上述各子頻帶的量化位數(shù)，用以將比根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)決定的噪音本地的dB值低的指定的dB值的低電平設(shè)定為編碼量化最低電平。
12．按權(quán)利要求1～11中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于還具有編碼高頻脈動信號發(fā)生器，發(fā)生用于驅(qū)散和減輕收音的量化噪音與編碼的量化噪音之間的干涉的微小電平的高頻脈動信號，并與上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)相加。
13．按權(quán)利要求1～12中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述基底頻帶和上述至少1個子頻帶分別配置為與別的裝置的多通道的各通道對應(yīng)。
14．按權(quán)利要求1～13中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于進而具有線性預(yù)測編碼器，通過對從上述N個子采樣單元輸出的上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測編碼處理而降低低頻區(qū)的峰值頻譜。
15．按權(quán)利要求14所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于通過使上述編碼數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化來將表示由上述線性預(yù)測編碼器進行線性預(yù)測編碼處理的識別信號附加到指定的子頻帶的信號數(shù)據(jù)上。
16．一種寬頻帶聲音信號記錄媒體，其特征在于將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，根據(jù)上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本地信息決定子采樣用的量化位數(shù)，分別用上述決定的量化位數(shù)對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行子采樣，記錄將進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
17．一種寬頻帶聲音信號記錄媒體，其特征在于根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)，上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并且進行采樣，通過檢測上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個信號數(shù)據(jù)的指定時間的信號峰值電平，決定冗長壓縮用的比例因子，通過根據(jù)上述決定的比例因子對由冗長壓縮單元進行上述子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)將高位的冗長行程除外而變換為編碼數(shù)據(jù)，記錄上述比例因子和從上述冗長壓縮單元輸出的編碼數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
18．一種寬頻帶聲音信號記錄媒體，其特征在于根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)，根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本底信息決定自然數(shù)N個子采樣單元的各量化位數(shù)，上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有上述決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，上述分割的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)用上述決定的各量化位數(shù)進行采樣，記錄上述進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
19．一種寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于，具有信號分離器，從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和噪音本底信息進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過根據(jù)上述噪音本底信息對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過速率采樣單元，對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理，并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成，并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
20．一種寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于，具有信號分離器，從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的信號頻帶信息及表示各子頻帶的比例因子的信息的信號信息進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過采樣單元根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率，并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理，從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成，并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
21．一種寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于，具有信號分離器，從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的比例因子、信號頻帶信息以及時間代碼的附加信息的信號信息進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過采樣單元，根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率，并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理，從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成，并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
22．按權(quán)利要求19～21中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度，以便和指定的數(shù)字聲音方式的頻帶寬度相同。
23．按權(quán)利要求19～21中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
24．按權(quán)利要求19～21中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于對上述基底頻帶的信號數(shù)據(jù)不利用上述冗長壓縮單元進行高位冗長行程的冗長壓縮處理，上述編碼數(shù)據(jù)使用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線性PCM編碼方式進行編碼。
25．按權(quán)利要求19～21中任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于進而具有解碼系統(tǒng)控制單元，根據(jù)包含與上述寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的最高信號頻帶和采樣頻率的輸入信息進行控制，使不需要的子頻帶的冗長復(fù)原單元和過采樣單元的動作中止。
26．按權(quán)利要求19～21中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于進而具有解碼系統(tǒng)控制單元，根據(jù)與上述寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的噪音本底的輸入的規(guī)格信息決定上述各冗長復(fù)原單元和上述各過采樣單元的量化位數(shù)，并在輸入的編碼數(shù)據(jù)中所包含的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的字長增大從而有低位位的剩余時對該低位位進行舍入處理。
27．按權(quán)利要求19～26中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于上述解碼系統(tǒng)控制單元進而具有線性預(yù)測解碼器，識別關(guān)于包含在上述輸入的編碼數(shù)據(jù)中的附加信息所包含的線性預(yù)測編碼的識別信號，在上述識別信號表示對編碼數(shù)據(jù)進行了線性預(yù)測編碼處理時，對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測解碼處理，并輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)。
28．按權(quán)利要求27所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于上述識別信號包含表示由線性預(yù)測編碼器對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個進行線性預(yù)測編碼處理的識別信號。
29．一種寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置，包括寬頻帶聲音信號編碼裝置和寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于上述寬頻帶聲音信號編碼裝置具有子頻帶分割濾波器，將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有根據(jù)包含上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息的輸入信號信息決定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出；N個冗長壓縮單元，通過檢測從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的指定時間的信號數(shù)據(jù)的峰值電平，決定比例因子，并根據(jù)決定的比例因子進行從上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中將高位的冗長行程除外的除外處理從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和多路轉(zhuǎn)換器，使由上述冗長壓縮單元決定的比例因子和從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化，并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)；上述寬頻帶聲音信號解碼裝置具有信號分離器，從上述多路化后的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和噪音本底信息進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過根據(jù)上述噪音本底信息對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過采樣單元，對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理，并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成，并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
30．一種寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于，具有子頻帶分割濾波器，將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有指定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出；冗長壓縮單元，通過對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的冗長壓縮處理，進行信號數(shù)據(jù)的壓縮并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)；和多路轉(zhuǎn)換器，使從上述各子采樣單元和上述冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化，并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)。
31．一種寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于，具有編碼系統(tǒng)控制單元，根據(jù)包含輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本底信息和信號頻帶信息的輸入的信號信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N，并且根據(jù)上述噪音本底信息決定指定的自然數(shù)N個子采樣單元的各量化位數(shù)；子頻帶分割濾波器，將上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用由上述編碼系統(tǒng)控制單元決定的各量化位數(shù)進行子采樣并輸出；N個冗長壓縮單元，通過對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的冗長壓縮處理進行信號數(shù)據(jù)的壓縮，并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)，和多路轉(zhuǎn)換器，使從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)多路化，并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)。
32．一種寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于，具有子頻帶分割濾波器，將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有指定的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N的指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將從上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出；冗長壓縮單元，對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中至少1個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的Δ∑調(diào)制處理，并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)；和多路轉(zhuǎn)換器，使從上述各子采樣單元和上述冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化，并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)。
33．按權(quán)利要求30或31所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述冗長壓縮單元最好具有線性預(yù)測編碼器和熵編碼器中的至少一種。
34．按權(quán)利要求33所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述冗長壓縮單元通過具有線性預(yù)測編碼器和熵編碼器中的至少一種而利用上述多路轉(zhuǎn)換器使表示進行冗長壓縮處理的識別信號和上述多路化后的編碼數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化。
35．按權(quán)利要求30～34中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度。
36．按權(quán)利要求30～34中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
37．按權(quán)利要求30～36中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子采樣單元的各子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
38．按權(quán)利要求30～37中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的子采樣頻率與其他子頻帶的子采樣頻率設(shè)定為相同。
39．按權(quán)利要求30～38中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述N個子頻帶的最低位的頻帶即基底頻帶的信號數(shù)據(jù)最好不進行由上述各冗長壓縮單元進行的高位的冗長行程的除外處理，而利用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線性編碼PCM方式進行編碼。
40．按權(quán)利要求31所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述噪音本底信息最好包含關(guān)于錄音演播室的暗噪音和聲音話筒以及話筒放大器的噪音特性的信息、關(guān)于輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的采樣頻率和字長的信息和在使用混頻落地式收音機和試驗器中的至少一方的音響裝置時關(guān)于上述音響裝置的噪音特性的信息中的至少1種信息。
41．按權(quán)利要求40所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于上述編碼系統(tǒng)控制單元最好在上述各子頻帶中決定上述各子頻帶的量化位數(shù)，用以將比根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)決定的噪音本地的dB值低的指定的dB值的低電平設(shè)定為編碼量化最低電平。
42．按權(quán)利要求30～41中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于進而具有編碼高頻脈動信號發(fā)生器，發(fā)生用于驅(qū)散和減輕聲音的量化噪音與編碼的量化噪音之間的干涉的微小電平的高頻脈動信號，并與上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)相加。
43．按權(quán)利要求30～42中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于設(shè)定為將上述基底頻帶和上述各子頻帶分別分配給獨立的通道。
44．按權(quán)利要求43所述的寬頻帶聲音信號編碼裝置，其特征在于將分配上述基底頻帶的信號數(shù)據(jù)的獨立的通道設(shè)定為主通道。
45．一種寬頻帶聲音信號記錄媒體，其特征在于將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣，對進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的數(shù)據(jù)壓縮處理，記錄處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
46．一種寬頻帶聲音信號記錄媒體，其特征在于根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息決定上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的頻帶的分割寬度和分割數(shù)N，上述輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并且進行子采樣，對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)中的至少1個信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的數(shù)據(jù)壓縮處理，記錄包含處理后的信號數(shù)據(jù)的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
47．一種寬頻帶聲音信號記錄媒體，其特征在于將寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為指定的自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣，對進行了子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行△∑調(diào)制處理，記錄處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)了多路化的編碼數(shù)據(jù)。
48．按權(quán)利要求45或46所述的寬頻帶聲音信號記錄媒體，其特征在于上述數(shù)據(jù)壓縮處理使用線性預(yù)測編碼器和熵編碼器中的至少一種進行。
49．一種寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于，具有信號分離器，從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過對由上述信號分離器進行了多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理而將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過采樣單元，對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理，并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
50．一種寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于，具有信號分離器，從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的比例因子和信號頻帶信息的信號信息進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行了多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過采樣單元，根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率，并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理，從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)，和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成，并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
51．一種寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于，具有信號分離器，從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過對由上述信號分離器進行了多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行Δ∑調(diào)制處理，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過采樣單元，對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行過采樣處理并分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成，并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
52．按權(quán)利要求49或50所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于上述N個冗長復(fù)原單元最好具有線性預(yù)測解碼器和熵解碼器中的至少一種。
53．按權(quán)利要求49～52中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于將上述N個子頻帶中的最低位的頻帶即基底頻帶的頻帶寬度設(shè)定為10kHz～48kHz中的1個頻帶寬度。
54．按權(quán)利要求49～52中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于將上述基底頻帶的子采樣頻率設(shè)定為約32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz或96kHz。
55．按權(quán)利要求49～52中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于對上述基底頻帶的信號數(shù)據(jù)不利用上述冗長壓縮單元進行高位冗長行程的冗長壓縮處理，上述編碼數(shù)據(jù)使用具有16位～24位中的1個量化位數(shù)的線性PCM編碼方式進行編碼。
56．按權(quán)利要求49～52中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于進而具有解碼系統(tǒng)控制單元，根據(jù)包含與上述寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的最高信號頻帶和子采樣頻率的輸入的信息進行控制，使不需要的子頻帶的冗長復(fù)原單元和過采樣單元的動作中止。
57．按權(quán)利要求49～52中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于進而具有解碼系統(tǒng)控制單元根據(jù)與寬頻帶聲音信號解碼裝置的后級連接的再生裝置的噪音本底輸入的規(guī)格信息而決定上述各冗長復(fù)原單元和上述各過采樣單元的量化位數(shù)。
58．按權(quán)利要求49～57中的任一權(quán)項所述的寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于上述解碼系統(tǒng)控制單元最好具有解碼器，識別關(guān)于包含在上述輸入的編碼數(shù)據(jù)中的附加信息所包含的線性預(yù)測編碼的識別信號，在上述識別信號表示對編碼數(shù)據(jù)進行了線性預(yù)測編碼處理時，對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行線性預(yù)測解碼處理和熵解碼處理中的至少一種處理，并輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)。
59．一種寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置，包括寬頻帶聲音信號編碼裝置和寬頻帶聲音信號解碼裝置，其特征在于上述寬頻帶聲音信號編碼裝置具有子頻帶分割濾波器，將輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)分割為具有根據(jù)輸入的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號頻帶信息預(yù)先決定的分割寬度和分割數(shù)N的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)并輸出；N個子采樣單元，將在上述子頻帶分割濾波器輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行子采樣并輸出；N個冗長壓縮單元，通過對從上述N個子采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行可以進行可逆變換的指定的冗長壓縮處理而進行信號數(shù)據(jù)的壓縮，并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)；和多路轉(zhuǎn)換器，使從上述N個冗長壓縮單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和上述信號信息實現(xiàn)多路化，并輸出多路化后的編碼數(shù)據(jù)；上述寬頻帶聲音信號解碼裝置具有信號分離器，從輸入的編碼數(shù)據(jù)中將自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)和包含各子頻帶的比例因子和信號頻帶信息的信號信息進行多路分離；N個冗長復(fù)原單元，通過根據(jù)指定的時間區(qū)間的各子頻帶的比例因子對由上述信號分離器進行多路分離的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別進行冗長復(fù)原處理，將N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)復(fù)原并輸出；N個過采樣單元，根據(jù)上述信號頻帶信息決定各過采樣單元的過采樣頻率，并對從上述N個冗長復(fù)原單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)分別用上述決定的各采樣頻率進行過采樣處理，從而分別輸出處理后的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)；和子頻帶合成濾波器，將從上述N個過采樣單元輸出的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)合成，并輸出合成后的寬頻帶聲音數(shù)據(jù)。
全文摘要
提供與先有技術(shù)相比分別具有低位率、寬頻帶、低畸變率、高動態(tài)范圍的寬頻帶聲音信號編碼裝置、寬頻帶聲音信號解碼裝置、寬頻帶聲音信號編碼解碼裝置和寬頻帶聲音信號記錄媒體。寬頻帶聲音數(shù)據(jù)被分割為指定自然數(shù)N個子頻帶的信號數(shù)據(jù),根據(jù)上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的噪音本底信息,決定用于子采樣的量化位數(shù),使用所決定的各量化位數(shù)對上述N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)進行子采樣,對經(jīng)過子采樣的N個子頻帶的信號數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路化后的編碼數(shù)據(jù)被記錄到寬頻帶聲音信號記錄媒體上。因此,用每一通道較低的位率就可以同時實現(xiàn)對先有技術(shù)而言極高的動態(tài)范圍和寬頻帶這兩個特性。這樣,便可實現(xiàn)能夠無限透明地到超高頻區(qū)域進行再生的自然的記錄和再生以及記錄上述寬頻帶聲音數(shù)據(jù)的信號的記錄媒體和再生聲場。
文檔編號G11B20/00GK1215510SQ97193628
公開日1999年4月28日 申請日期1997年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月8日
發(fā)明者江島直樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社