专利名称：宽带数字信息信号的编码和解码的制作方法
技术领域：
本发明涉及编码宽带数字信息信号的设备，该设备包括一个输入，用于接收宽带数字信息信号，信号分离装置，在特定的时间间隔期间分离宽带数字信息信号为M个窄带子信号，M个窄带子信号的各个子信号代表宽带数字信息信号的一个分量，该分量出现在宽带数字信息信号频带中的M个相邻窄带的相应窄带中，这里M是大于1的整数而且这些窄带都具有特定的恒定的带宽，标度因数确定装置，用于确定每个子信号中随后信号块的标度因数，量化装置，用于响应提供给量化装置的比特分配信息，量化信号块中的样值为量化的样值，以便得到量化的子信号，比特分配信息导出装置，用于导出所述比特分配信息，比特分配信息代表比特数量，在量化装置中量化之后以该比特数代表子信号的信号块中的样值，格式装置，用于组合量化的子信号的信号块中的量化信号和标度因数为具有适合于传输或存储的格式的数字输出信号到解码所述编码的数字信号装置，以便获得所述宽带数字信息信号的复份，和编码宽带数字信息信号的方法。宽带数字信息信号可以是宽带数字音频信号。
分别从下面给出的参考表中的文件(D1)和(D2)的EP-A457390和EP-A457391中知道在序言段规定的编码设备。更具体地讲，通过平方子带信号的时间等值信号块中出现的样值并且求出时间等值信号块中的平方的样值的和计算每个子带中的功率。上面列出的文件中的信号块是恒定长度的并且是12样值长。
这样获得的功率在处理步骤中进行处理，其中使用音质模型以得到掩蔽的阈值。获得掩蔽阈值的另一个方法是对宽带数字信息信号分开地进行付立叶变换和将音质模型加在付立叶变换结果上。掩蔽阈值与标度因数信息一起得到M子带信号的时间等值信号块中样值的需要比特(bitneed)b1至bM。在比特分配步骤中，使用这些需要比特以便分配比特给样值，得到比特分配信息值n1至nM，nM表示比特的数量，在进行了对子带中的样值的量化之后，以它代表子带m的信号块中的12样值。
在现有技术的编码系统中，利用48kHz的取样频率，被编码的总频带为24kHz。这个频带被分为32等宽度的窄带，使得它们各具有750Hz的恒定带宽。该窄带可以基本上是无重叠的。
调查已经知道，特别是在低频段，带宽是相对地宽，使得需要大量的比特编码在那个较低频段中的子信号，因为在某些情况下信号对掩蔽的比率是大的，或者如果这些大量的比特不可用，在编码时编码差错可变得听的见。
通过减少子带的带宽，例如减到原始带宽的一半，即到375Hz，这时在信号分离装置的输出端有64子信号是可用的。
为此目的本发明提供一种改进的编码设备和改进的编码方法，使得较高的数据减少是可能的，而且这样可降低编码数字信号的比特率。根据本发明，编码设备的特征在于该设备还包括一个改进的编码设备和一个改进的编码方法，使得较高的数据减少是可能的，而且编码数字信号的比特率可降低。
根据本发明，编码设备的特征在于该设备还包括信号块长度确定装置，用于确定在至少一个子信号中的信号块长度和用于产生信号块长度信息，块长度信息代表在至少一个子信号中的所述信号块长度，在所述至少一个子信号中的随后信号块的长度不同，标度因数确定装置还适用于响应所述块长度信息确定在所述至少一个子信号中变化长度的随后信号块的标度因数，比特分配信息导出装置还适用于响应所述块长度信息在所述中导出变化长度的随后信号块的比特分配信息，量化装置还适用于响应所述块长度信息量化在所述至少一个子信号中变化长度的信号块的样值，和格式装置还适用于将块长度信息包括在数字输出信号中以便传输或存储。本发明基于这样的认识，宽带数字信息信号有时可能是非固定的字符。在这种情况下，在宽带数字信号中包括了短持续时间的信号转变和被宽带数字信号是固定的信号部分包围。
更一般地，在M个时间等值信号块中，其每个时间等值信号块在每个M子信号中，在一个或几个信号块中的需要比特可随时间变化。当编码M个时间等值信号块的组作为一个整体时，为每个信号块选择的需要比特必须考虑最坏情况，即所述信号块中的最高需要比特。因此，比在这样的情况将分配更大量的比特信号块已被分为较小部分和编码过程已分开应用在每个时间等值信号部分。
根据本发明，在至少一个子信号中的信号块长度这时是可用的，同时以非常熟悉的方法得到子信号。更具体地，在所述至少一个子信号中的随后信号块的长度是如此适应的，在宽带数字信号的字符从具有或多或少的固定字符变化到变化到无固定字符的情况，在所述至少一个子信号中的块长度减少，而且如果宽带数字信号的字符从具有无固定字符变化为具有或多或少固定字符，在至少一个子信号中的块长度增加。
有关在至少一个子信号中的信号块长度的判定也可通过调查子信号本身的字符，该子信号是固定的还是不固定的实现。或者，可调查子信号中的信号/掩蔽率看看它随时间的变化是大体上稳定或不稳定。
很清楚，要求识别块长度的信息实现标度因数确定、比特分配和随后的量化。此外，必须发送或存储识别块长度的信息，以便在接收或再生时能够反向解码。
从属权利要求2至7的主题是有关在所有的或一些子带中随后信号块的块长度变化的各种变化。
权利要求13至15的主题是相应的解码器设备，而且权利要求是针对编码方法。
本发明的这些和其它的目的在下面的附图描述中进一步说明，其中
图1表示编码器设备的一个实施例，图2表示被分为相同长度的时间等值上信号块的子带信号的串行数据流，这里时间等值上信号块可能已被分为等长度的时间等值信号块，图3表示已被分为固定或不固定信号部分的宽带数字信号，图4A表示宽带数字信息信号的两个信号部分的需要比特，图4B表示被分为变化长度的时间等值信号块的子带信号的串行数据流，图5表示被分为时间等值上信号块的子带信号的串行数据流，所述时间等值上信号块的子带信号的上信号块可被分为不同长度的信号块，图6表示用于导出各个信号块的掩蔽曲线的时间窗口，图7表示用于解码由图1的编码设备产生的编码信号的解码器设备的一个实施例，图8表示编码器设备的另一个实施例，和图9表示一个相应的解码器设备。
图1表示一个编码器设备，包括用于接收宽带数字信息信号的一个输入端，该信号如以44.1或48kHz的取样速率取样的宽带数字音频信号。宽带数字信号被加到子频带分离器单元2，在其中宽带数字信号被滤波。在本例子中，子频带分离器单元2将48kHz的总频带划分为M(＝64)个恒定带宽的基本上不重叠的子带。各子带具有375Hz的带宽。结果M(＝64)子带信号sb1至sbM在子频带分离器单元2的输出3.1至3.M导出。子带信号的取样率在子频带分离器单元2中以因数M下变换，使得子频带分离器单元2的输出的总数据率等于在输入1接收的宽带数字信号的数据率。分离器单元的实施例可在参考表的文件(D3)中找到。更具体地讲，通过以所述特定长度的时间窗口定宽带数字信号的窗口得到的宽带数字信号的特定长度的信号部分加到子频带分离器单元2的输入并且在子频带分离器单元2的输出3.1至3.M各得到一个样值。接着，在一个短时间期间内时间窗口在时间上移位和在这时得到的宽带数字信号的信号部分导致在子频带分离器单元2的每个输出的下一个样值。在所述短时间期间窗口内位移的随后的时间窗口将位移。所有时间窗口具有相同的长度。
子带信号SB1至SBM分别加在标度因数与归一化单元6。单元6确定一个子带信号中的每个信号块和所有子带信号中的信号块的标度因数。此外，通过以其相应的标度因数划分信号块中的样值进行归一化。结果，归一化的子带信号加到输出7.1至7.M，每个子带的一个归一化子带信号和标度因数加到输出8，每个子带信号中的每个信号块一个标度因数。更具体地讲，如果标度因数是6比特的数字和信号块的标度因数代表对于该信号块中的最高样值是次最高的范围值，则归一化样值的值范围被分为64个子范围。至少一个子带信号的串行数据流划分为顺序信号块是响应加到单元6的输入10的块长度信息信号实现的。块长度信息信号以及响应所述块长度信息信号至少一个子带信号的串行数据流划分为顺序信号块将在后面说明。但是在这里应该指出，划分为变化的信号块长度是在该至少一个子带信号上进行的，和上面规定的时间窗口以及规定宽带数字信号的信号部分是不变的，从该信号部分在输出3.1至3.M每次导出每个子带信号的一个样值。
M个归一化子带信号分别加到量化单元13的输入12.1至12.M。响应加到输入16的比特分配信息和加到输入15的块长度信息信号，量化器单元13通过以每个样值nM比特代表归一化子带信号SBM的信号块中的样值量化M个归一化子带信号子带信号的信号块，以便得到在所述信号块中的量化样值。
M个量化的子带信号加到格式器单元20的输入19。格式器单元20还经过输入22接收块长度信息信号，经过输入23接收标度因数和经过输入24接收比特分配信息。格式器单元20组合这些信号为串行数据流，如果需要的话，执行信道编码，以便变换串行数据流为适于经过传输媒介TRMM传输的编码数字信号，或者记录在以记录载体形式的传输媒介上。参考文件表中的文件(D4)EP-A402973，表示现有技术的格式器单元20。所叙述的格式器单元必须适合于也能够接收块长度信息信号，使得以发送信号的格式传输这种块长度信息信号是可能的。但是它是在实现这种传输的技术人员的能力之内，所以不进一步描述该传输信号的传输。
该设备还包括一个块长度确定单元30，将在稍后讨论，它响应加到一个输入的宽带数字信息信号将块长度信息信号加到输出31。而且，将在稍后讨论，提供了单元34，它响应加到输入35的宽带信号和加到输入36的块长度信息信号，导出在子带信号中的每个信号块的掩蔽域值信息和提供掩蔽域值信息给输出37。将在稍后讨论，这个输出37接到需要比特确定单元41的输入40，响应加到输入40的掩蔽域值信息和加到输入43的标度因数信息，产生子带信号SBm中的每个信号块的需要比特信息bm。需要比特信息加到输出44。将在稍后讨论的，输出44接到比特分配单元48的输入47，响应加到输入47和的需要比特信息和加在输入49的块长度信息信号产生上面对子带信号SBm的每个信号块引入的比特分配信息nm。比特分配信息加在输出50。
由分离器单元2产生的每个子带信号SBm包括沿时间轴等距离放置的顺序样值。子带信号的串行数据流被分为信号块，因而能够归一化和量化。在现有技术中这些信号块在每个子带信号中具有例如12样值的恒定长度。在其它的应用中，信号块中另外数量样值(36)的被选择用于量化，例如参见文件表中的文件(D5)。
根据本发明，在至少一个子带信号中的信号块是变长度的。图2表示一个实施例，图解表示子带信号SB1至SBM的串行数据流为随时间变化的水平行。首先串行数据流被分为恒定长度的连续上(Super)信号块，和在本例子中包括子带信号中的36个连续样值S1至S36。上信号块以…ssbi－2，ssbi－1，ssbi，ssbi＋1，…表示。这样每个子带信号建立了连续上信号块的序列。
在至少一个子信号中的至少一些上信号块将分为至少两个信号块或者上信号块可保持不划分。更具体地讲，在至少两个子信号中的至少一些信号块被划分为至少两个信号块，而在至少两个子信号中的其它上信号块可保持被划分。信号块可能是时间等值的，这意味着它们出现在相同的时刻。因此，时间等值信号块具有相同的长度。现在进一步讨论的实施例能够再划分时间等值的上信号块为各具有12样值的三个信号块，或者其中之一具有12样值和另一个具有24样值的两个信号块，或者上信号块仍然被划分。
图2表示子带信号SB1至SBM中的时间等值上信号块ssbi－2和时间等值信号块ssbi＋1已保持被再划分。时间等值上信号块ssbi－1已被分为两个信号块，子带信号的上信号块ssbi－1中的第一信号块具有上信号块的样值s1至s24，而上述信号块上中的第二信号块具有上信号块的样值s25至s36。时间等值信号块ssbi也已被分为两个信号块，子带信号的上信号块ssbi中的第一信号块具有上信号块的样值s1至s12，而所述上信号块中的第二信号块具有上信号块的样值s13至s36。时间等值上信号块ssbi＋2已被分为三个信号块，子带信号的上信号块ssbi＋2中的第一信号块具有上信号块的样值s1至s12，所述上信号块的第二信号块具有上信号块的样值s13至s24和所述上信号块的第三信号块具有上信号块的样值s25至s36。
使用图3进一步说明实现上信号块划分的判定过程。图3(a)中表示子带信号的时间等值上信号块之一。在分离器单元2中M形成时间等值上信号块，并且已从在一定的时间期间延伸的宽带数字信息信号的信号部分导出。宽带数字信息信号的这个部分在图3的(b)中示出。通过调查宽带数字信息信号的信号部分，可以得出结论，该信号部分可以表现为稳定的信号部分。
块长度确定器可得到用于宽带数字信号的顺序短时间部分的一个掩蔽曲线，这些短时间部分相对于图3的(b)中所示的时间间隔的长度是短的，这个曲线指示在从一个短时间部分的宽带数字信号得到的整个频带上的掩蔽电平。如果在顺序短的时间部分该隐蔽曲线不是变化很大，可以断定宽带数字信号是稳定的，而如果在顺序短的时间部分该隐蔽曲线变化相当大，则认为宽带数字信号具有不稳定的特性。掩蔽曲线的导出将在稍后说明。
在认为信号是稳定的情况下，则将确定被划分时间等值上信号块，因为上信号块中样值的正确量化所要求的比特分配信息，即要求代表量化的样值的比特数对于上信号块中的所有的36样值大约是相同的。
现在假定图3的(b)中所示的信号部分的第一部分具有被稳定的特性，和其余部分或多或少是稳定的。这表示在图3的(d)中。应该懂得，未稳定部分比信号部分的稳定部分要求每帧更多的比特。因此，时间等值上信号块都被划分为两个信号块，每个时间等值上信号块中的第一信号块具有12样值，而每个时间等值上信号块中的第二信号块具有24样值。
图3的(d)的例子也可以用另一种方式来说明。假定图4A中的曲线I-I表示图3的(d)中所示的第一(指示不稳定)信号部分所要求的各个子带的需要比特，和图4A中的曲线II-II表示图3的(d)中所示的第二(指示稳定)信号部分所要求的各个子带的需要比特。如果图3的(d)中所示的信号已作为整体进行编码，则需要由虚线曲线III-III表示的需要比特。与此相反，当分开地编码图3(d)中的的第一和第二信号部分时，需要比特曲线I-I是图3(d)中的第一信号部分要求的，需要比特曲线II-II是第二信号部分要求的。从而编码分开的信号部分需要较少比特。
现在假定图3(b)所示的信号部分得最后部分具有未稳定的特性，和其余部分或多或少是稳定的。这在图3的(e)中指示出。由于上述相同的原因，应该懂得，时间等值上信号块都被划分为两个信号块，在每个时间等值上信号块中的第一信号块具有24样值，而在每个时间等值上信号块中的第二信号块具有12样值。
在该信号部分的整个时间间隔上图3(b)中所示的信号部分具有未稳定特性的情况下，如图3(f)图解表示的，应该懂得，时间等值上信号块将被划分为三个各具有12样值的等长度信号块。
对照图3叙述的判定过程由块长度确定单元30执行。响应每次导出时间等值上信号块的宽带数字信息信号中的顺序信号部分，和取决于信号部分是否具有如由图3的(c)，(d)，(e)或(f)图解给出的特性之一，单元30在其输出31产生块长度信息信号。这个块长度信息信号可以是2比特信号，能够识别对照图3所叙述的四个情况之一。
响应于2比特块长度信息信号，单元6知道是否和如何再划分上信号块，和为每个信号块导出应该标度因数以及为不再划分的上信号块导出应该标度因数。归一化是使用该标度因数对每个信号块和每个不再划分的上信号块进行的。
响应加在单元34和48的2比特块长度信息信号，单元34，41和48可以以在文件(D1)和(D2)中叙述的方式处理每组的M时间等值信号块(在信号块中或者12、24或者36样值)，以便得到比特分配信息。这意味着单元34也可包括应该分离器单元，或者可接收分离器2的输出信号。单元34通过将子带信号SBM的信号块中的样值进行平方并且求出平方的样值计算信号功率vm。利用对M个信号功率vm执行矩阵操作，操作的wm可被导出，代表子带信号SB1至SBM的时间等值信号块中的掩蔽曲线。
这些量值wm加到单元41，它响应于量值和标度因数导出需要比特bm。这些需要比特bm加到单元48。响应于所接收的需要比特，单元48使用块长度信息信号从具有一定数量的比特B的比特组将比特分配给时间等值信号块中的样值。
应该指出，发送量化的子带信号样值所要求的比特率是多少是知道的。假定这个比特率是xkb/s，这里x例如可以为128。在意味着对于每毫秒的宽带数字信号，为了分配的目的在比特组中128比特是可用的。因此，当分配比特给时间等值信号块包括12个样值和具有y毫秒的长度时，为了分配的目的在比特组中有128·y比特是可用的。因此，对于时间等值信号块具有在每个信号块24样值，在比特组中有256·y比特是可用的，热对于时间等值上信号块，为了分配的目的在比特组中有384·y比特是可用的。
响应2比特块长度信息信号，单元13知道是否和如何再划分归一化样值的上信号块和根据经过输入16接收的相应比特分配值nm量化子带信号SBM中的每个信号块(或每个不再划分的上信号块)的样值。
在单元34中导出掩蔽曲线的另一个方式是对相应于一组子带信号的时间等值信号块的宽带数字信号的信号部分执行傅里叶变换，以便得到宽带数字信号的功率谱。在每个子带信号中的功率谱是频率分量被组合，以便得到每个子带信号的应该复合的频率分量，而每个子带信号的隐蔽电平是从每个子带信号的复合频率分量中得到的。或者，每个子带信号的功率谱的频率分量被用于导出所示子带中的隐蔽电平。
很清楚，块长度确定单元30和单元34使用傅里叶变换导出该隐蔽电平，这两个单元可共享对宽带数字信号进行傅里叶变换的分量。
在另一个实施例中，块长度确定单元30能够划分变长度的信号块中的子带信号的串行数据流，而且与宽带数字信息信号的特性有关。宽带数字信息信号的不稳定部分越小，时间等值信号块的长度可以越小，在子带分离之后不稳定部分落入时间等值信号块的长度中。不仅时间等值信号块的长度可以选择，而且那些时间等值信号块的时间出现的时刻也可选择。图4B图解表示M个窄带子信号的串行数据流分为时间等值信号块ssbi－1，ssbi，ssbi＋1和ssbi＋2的一个例子，这些时间等值信号块的时间长度分别为t1、t2、t3和t4。只要时间等值信号块具有相同的长度，图1的实施例中各个单元的工作与上面对划分为如图2和3所给出的信号块所说明的相同，除了块长度信息信号要求更多的比特以便识别各个块长度之外。
上面已经说明了，块长度确定单元可得到宽带数字信号的顺序短时间部分的应该掩蔽曲线，这些短时间部分相对于图3(b)所示的时间间隔的长度是短的，这个曲线指示在从短时间部分中的宽带数字信号得到的整个频带上的隐蔽电平。如果对于顺序短时间部分该隐蔽曲线变化不很大，则可得出宽带数字信号是稳定的，而如果对于顺序短时间部分该隐蔽无暇变化相对地大，则认为宽带数字信号具有不稳定特性。还应进一步懂得，宽带数字信号的这种短时间部分与所有的子带信号中的特定长度的信号块有关。图4B所示的信号块长度这时可等于整数倍的特定长度的所述信号块。
应该指出，划分不同长度的信号块中的子带信号的串行数据是可能的。这将对照图5说明。图5图解表示子带信号SB1至SBM中的一组时间等值上信号块ssbi。如图2所示的，再次假定上信号块可划分为一、二、或三个信号块，或者它们保持不划分。从图5已清楚，在子带信号SBM和SBM-1中的上信号块不划分，在子带信号SB3中的上信号块被划分为长度比第二信号块更长的第一信号块，在子带信号SB2中的上信号块被划分为长度比第二信号块更短的第一信号块，而在子带信号SB1中的上信号块被划分为三个信号块。更具体地讲，但是这不应被认为对本发明的限制，较小的信号块具有上信号块长度的1/3的相同长度，而较长的信号块具有上信号块长度2/3的的长度。
在下面将说明如何实现对于时间等值上信号块组的各种上信号块如何不同地划分为信号块的判定过程。
上面已经说明了块长度确定单元30可从宽带数字信号的短时间部分得出隐蔽曲线，这些短时间部分与图3(c)所示的宽带数字信号的时间信号部分的长度比较是相对地短的。该隐蔽曲线产生每个子带信号SB1至SBM的隐蔽电平。单元30可对每个子带确定子带中的掩蔽电平是否随时间的变化相对地稳定。从图5已清楚，子带1中的子带信号SB1是相对地不稳定的，使得上信号块已被划分为三个信号部分。在子带2中，子带信号SB2在上信号块的第一(1/3)部分中相对不稳定和在第二(2/3)部分中相对地稳定。在子带3中，子带信号SB3在上信号块的第一(2/3)部分中相对地稳定和在第二(1/3)部分中相对地不稳定。子带信号SBM-1和SBM在整个上信号块中相对地稳定，所以它们不划分。
导出图5所示的各种信号块的需要比特是以以下方式进行的。图6表示随着时间的变化用于导出需要比特的的时间窗口。这个时间窗口可以是汉宁窗口的形式。图6中的时间窗口W1加到宽带数字信号并且用于导出所有子带信号的时间等值上信号块ssbi的需要比特。时间窗口WIIIa加到宽带数字信号并且用于导出时间等值信号块的需要比特，诸如信号块90和93，好象所有的子带信号的时间等值上信号块都被划分，以便得到包括时间等值上信号块的前12个样值的时间等值信号块。时间窗口WIIIb加到宽带数字信号并且用于导出时间等值信号块的需要比特，诸如信号块91，好象所有的子带信号的时间等值信号块ssbi都被划分，以便得到包括时间等值上信号块的第二12个样值的时间等值信号块。时间窗口WIIIc加到宽带数字信号并且用于导出时间等值信号块的需要比特，诸如信号块92和94，好象所有的子带信号的时间等值信号块ssbi都被划分，以便得到包括时间等值上信号块的第三12个样值的时间等值信号块。时间窗口WIIa加到宽带数字信号并且用于导出时间等值信号块的需要比特，诸如信号块96，好象所有的子带信号的时间等值上信号块ssbi都被划分，以便得到包括每个时间等值上信号块的第一24个样值的时间等值信号块。时间窗口WIIb加到宽带数字信号并且用于导出时间等值信号块的需要比特，诸如信号块95，好象所有的子带信号的时间等值上信号块ssbi都被划分，以便得到包括时间等值上信号块的最后24个样值的时间等值信号块。单元34和41这时使用窗口W1从需要比特计算导出需要比特bM-1和bM，使用窗口WIIa从需要比特计算中导出包括在子带信号SB3中的上信号块ssbi的前24样值的信号块的需要比特b3a，使用窗口WIIIa从需要比特计算中导出包括在子带信号SB1和SB2中的上信号块ssbi的前12样值的信号块的需要比特b1a和b2a，使用窗口WIIIc从需要比特计算中导出包括在子带信号SB1和SB2的上信号块ssbi的最后12个样值的信号块的需要比特b1c和b3c，使用窗口WIIb从需要比特计算中导出包括在子带信号SB2中的上信号块ssbi的最后24样值的信号块的需要比特b2b和使用窗口WIIIb从需要比特计算中导出包括在子带信号SB1中的上信号块ssbi的第二12样值的信号块的需要比特b1b。
而且，当知道该比特率时，在前面的实施例中比特率为128kb/s，在上面已经叙述了，对于每毫秒的宽带数字信号，为了分配目的在比特组中有128比特是可用的。因此，对于图5的M时间等值上信号块ssbi，为了分配的目的总共384·y比特是可用的。
比特分配可以以文件D1和D2的公知方式实现。即确定具有最高需要比特的信号块和分配多个比特给所述信号块的每个样值。如果这个分配是分配给那个信号块中的样值的第一比特分配，多个例如2比特被分配给该信号块的每个样值。如果这个分配不是给所述信号块中的样值的第一比特分配，则较少量的比特(1)被分配给所述信号块的每个样值。而且，在比特组中的可用的比特数量随着总共分配给所述信号块中的样值的比特数递减。接着，重复这个过程，直到比特组中的所有的比特都已经分配为止。与已知的分配算法的不同是在已知的算法中，在信号块中的样值的数量是恒定的，而在本情况下，已不再是这样了。
图7图解表示应该解码设备，用于接收经过传输媒介(记录载体)TRMM发送的编码的数字信号和解码该编码的数字信号以便得到宽带数字信息信号的复份。编码的数字信号加到去格式单元100。去格式单元100能够从编码的数字信号的串行数据流接收量化的样值，和用于提供量化的样值给输出102，用于接收比特分配信息并提供该比特分配信息给输出103，用于接收标度因数信息并提供该标度因数信息给输出104，以及用于接收块长度信息信号并提供该块长度信息信号给输出105。
量化的样值以及比特分配信息和块长度信息信号都提供给去量化单元107。响应比特分配信息，单元107从量化样值的串行数据流检索每个子带信号的量化样值并且以各块长度信息信号确定的长度的信号块安排它们，以便获得去量化的归一化的子带信号。去量化的归一化的子带样值与块长度信息信号和标度因数信息一起加到归一化单元109。响应标度因数信息，单元109根据块长度信息信号通过归一化的去量化样值乘以相应于特定的去量化样值中的信号块的标度因数去归一化该归一化的去量化子带样值的信号块。这样得到的信号加到综合滤波器单元111，它组合这些信号以便在输出113得到宽带数字信息信号的复份。
图8表示编码设备的另一个实施例。该编码设备表示与图1的编码设备大量相似。与图1的编码设备的差别在于由比特分配单元48产生的比特分配信息不发送或存储。而且，掩蔽曲线确定单元34′为不同的结构。这时比特分配信息是在单元34′、41和48中只使用标度因数进行计算。更具体地讲，这时单元34′在加到输入38的标度因数的基础上而不是使用该信号部分中的样值的平方和计算功率谱，和以标准方式从中导出隐蔽曲线。这个曲线加到需要比特单元41以便以众所周知的方式导出需要比特。响应这些需要比特，单元48以众所周知的方式导出比特分配信息。
图9表示一个解码设备，用于解码由图8的编码设备发送或存储的编码信号。图9的解码设备表示与图7的解码设备大量相似，差别是这时去格式单元100′在其输出102提供去量化的样值、在其输出105提供块数字信息信号和在其输出104提供信号块的标度因数。解码设备还包括应该比特分配单元115，分别经过相应的输入117和118接收标度因数和块长度信息信号。单元115在其输出120产生比特分配信息。比特分配信息加到去量化单元107。比特分配单元115可以以与图8的单元41′和48的组合相同的方式起作用。
在前面的叙述中，已经对照应该实施例叙述了本发明，这里M是时间函数的一个常数。但是在特定的时间间隔期间，也可能M具有特定的常数值，得到在所述时间间隔中窄带的恒定带宽，和在随后的时间间隔M期间具有另一个(恒定)值，得到在所述随后时间间隔中窄带的其它(恒定)带宽。在每个时间间隔内，可执行本发明的方法。
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打印在本专利文件首页的相关文件表(D1)EP-A457390(PHN13.328)(D2)EP-A457391(PHN13.329)(D3)EP-A400755(PHQ89.018A)(D4)EP-A402973(PHN13.241)(D5)＂TheISO/MPEG-audiocodeagenericstandardforcodingofhigh-qualitydigitalaudio＂，byK.Brandenburgetal，preprintno.3336ofthe92ndAESConventioninVienna，March199权利要求
1.一种编码宽带数字信息信号的设备，该设备包括一个输入，用于接收宽带数字信息信号，信号分离装置，在特定的时间间隔期间分离宽带数字信息信号为M个窄带子信号，M个窄带子信号的各个子信号代表宽带数字信息信号的一个分量，该分量出现在宽带数字信息信号频带中的M个相邻窄带的相应窄带中，这里M是大于1的整数而且这些窄带都具有特定的恒定的带宽，标度因数确定装置，用于确定每个子信号中随后信号块的标度因数，量化装置，用于响应提供给量化装置的比特分配信息，量化信号块中的样值为量化的样值，以便得到量化的子信号，比特分配信息导出装置，用于导出所述比特分配信息，比特分配信息代表比特数量，在量化装置中量化之后以该比特数代表子信号的信号块中的样值，格式化装置，用于组合量化的子信号的信号块中的量化信号和标度因数为具有适合于传输或存储的格式的数字输出信号，其特征在于该设备还包括信号块长度确定装置，用于确定在至少一个子信号中的信号块长度和用于产生信号块长度信息，块长度信息代表在至少一个子信号中的所述信号块长度，在所述至少一个子信号中的随后信号块的长度不同，标度因数确定装置还适用于响应所述块长度信息确定在所述至少一个子信号中变化长度的随后信号块的标度因数，比特分配信息导出装置还适用于响应所述块长度信息在所述中导出变化长度的随后信号块的比特分配信息，量化装置还适用于响应所述块长度信息量化在所述至少一个子信号中变化长度的信号块的样值，和格式化装置还适用于将块长度信息包括在数字输出信号中以便传输或存储。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于所述信号块长度确定装置适用于确定在至少两个子信号中的信号块的长度和该信号块长度信息代表在该至少两个子信号中的信号块的所述长度，这里在该至少两个子信号中的随后的信号块的长度不相同，而所述至少两个子信号的时间等值信号块是相同的长度。
3.根据权利要求2的设备，其特征在于该信号块长度确定装置适用于确定在M个子信号中的信号块的长度和该信号块长度信息代表在该M个信号中的信号块的所述长度，这里在该M个随后的信号块的长度不相同，而所M个子信号的时间等值信号块是相同的长度。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于该设备适用于划分该子信号为等长度的顺序上信号块，信号块长度确定装置适用于划分在至少一个子信号在中的上信号块为至少两个信号块。
5.根据权利要求4的设备，其特征在于在所述上信号块中的至少两个信号块的长度不相同。
6.根据权利要求4的设备，其特征在于该信号块长度确定装置适用于划分在至少两个子信号的每个信号中的上信号块为至少两个信号块，在至少两个子信号中的上信号块是时间等值的和在所述时间等值上信号块中的信号块也是时间等值的。
7.根据权利要求6的设备，其特征在于该信号块长度确定装置适用于划分M个时间等值上信号块为至少两个信号块，时间等值上信号块在M个子信号的每个信号中一个，在所述时间等值上信号块中的信号块也是时间等值的。
8.根据前面权利要求的任一个权利要求的设备，其特征在于信号块长度确定装置适用于响应宽带数字信息信号确定在子信号中的顺序信号块的长度；在已导出所讨论信号块的宽带数字信息信号是基本上稳定的情况下，选择在所述子信号中的信号块长度相对地长，和如果已导出所讨论信号块的宽带数字信息信号具有基本上不稳定特性，选择在所述子信号中的信号块长度相对地短。
9.根据权利要求1至8的任一个权利要求的设备，其特征在于信号块长度确定装置适用于响应所述子信号确定子信号中顺序信号块的长度；在子信号是基本上稳定的情况下，选择所述子信号中的信号块的长度相对地长和如果该子信号具有基本上不稳定特性则选择相对地短。
10.根据权利要求1至8的任一个权利要求的设备，其特征在于该设备包括信号-急蔽率确定装置，用于确定M个子信号的每个信号的信号-隐蔽率，该信号块长度确定装置适用于响应所述子信号的信号-隐蔽率确定顺序信号块的长度，在随着时间的变化子信号的信号-隐蔽率是基本上稳定的情况下选择所述子信号中的信号块的长度相对地长，而如果该子信号的信号-隐蔽率具有基本上不确定的特性则选择相对地短。
11.根据权利要求1的设备，其特征在于该格式装置包括记录装置，用于在记录载体上记录编码使得数字信号。
12.根据权利要求1的设备，其特征在于它还包括归一化装置，用于相应所述信号块的标度因数信息，在量化之前归一化信号块中的样值。
13.一种解码已编码的数字信号以便得到宽带数字信息信号的设备，该设备包括接收装置，用于接收所述编码的数字信号，去格式装置，用于从编码的数字信号导出标度因数信息和导出M个量化的子信号，每个量化的子信号由量化的样值的顺序信号块构成的，比特分配信息导出装置，用于导出比特分配信息，该比特分配信息代表在量化的子信号的信号块中的样值的比特数，去量化装置，响应所述比特分配信息去量化该量化的样值以便得到具有去量化样值M的个子信号，信号组合装置，用于组合所述M个子信号以便得到所述宽带数字信息信号，其特征在于去格式装置还适用于从编码的数字信号中导出块长度信息，该块长度信息代表在至少一个子信号中的信号块的长度，在这里所述至少一个子信号的顺序信号块的长度不相同，比特分配信息导出装置还适用于响应所述块长度信息导出在所述至少一个子信号中的变化长度的随后信号块的比特分配信息，去量化装置还适用于响应所述块长度信息去量化在所述至少一个子信号中的变化长度的信号块的量化样值。
14.根据权利要求13的设备，其特征在于它还包括去归一化装置，响应该标度因数信息和所述块长度信息，在信号组合装置中信号组合之前，用于去归一化包括在子信号的信号块中的样值。
15.根据权利要求13的设备，其特征在于该接收装置包括再生装置，用于从记录载体再生编码的数字信号。
16.一种编码宽带数字信息信号的方法，该方法包括步骤接收宽带数字信息信号，在特定的时间间隔期间，分离该宽带数字信息信号为M个窄带子信号，M个子信号的每个子信号代表在宽带数字信息信号的一个分量，它出现在宽带数字信息信号的频带中的M个相邻窄带的相应一个窄带中，这里M是大于1的整数，确定每个子信号中的随后信号块的标度因数，响应比特分配信息量化信号块中的样值为量化的样值以便得到量化的子信号，导出所述比特分配信息，该比特分配信息代表在量化之后存在子信号的信号块中的样值的比特数，组合量化子信号的信号块中的量化样值和标度因数为具有适合于传输或存储的格式的数字输出信号，其特征在于确定在至少一个子信号中的信号块的长度和产生块长度信息，该块长度信息代表在至少一个子信号中的信号块的所述长度，在这里所述至少一个子信号的随后信号块的长度不相同，响应所述标度因数确定步骤中的所述块长度信息，确定在所述至少一个子信号中的变化长度的随后信号块的标度因数，响应在比特分配信息导出步骤中的所述块长度信息，导出在所述至少一个子信号中的变化长度的随后信号块的比特分配信息，响应在所述量化步骤中的所述块长度信息，量化在所述至少一个子信号中的变化长度的信号块的样值，在所述组合步骤中包含块长度信息到用于传输的或存储的数字输出信号。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于该量化步骤还包括在量化之前响应所述信号块的标度因数信息在信号块中的样值的量化。
18.根据权利要求16的方法，其特征在于该组合步骤还包括在记录载体上记录编码的数字信号。
全文摘要
本发明涉及编码宽带数字信息信号的方法和设备。该设备包括一个信号分离单元(2)，用于分离该信号M为个窄带子信号(SB
文档编号H04B14/04GK1141699SQ95191760
公开日1997年1月29日 申请日期1995年10月6日 优先权日1994年11月4日
发明者L·M·范迪克霍夫, A·W·J·奥门 申请人:菲利浦电子有限公司