DE60310449T2

DE60310449T2 - Audiosignalkodierung

Info

Publication number: DE60310449T2
Application number: DE60310449T
Authority: DE
Inventors: G. Erik SCHUIJERS; W. Arnoldus OOMEN; J. Matheus MANS
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-11-01
Also published as: JP2006508384A; CN1717577A; DE60310449D1; RU2005120236A; KR20050086809A; PL376889A1; ES2278192T3; MXPA05005602A; ATE348386T1; BR0316611A; JP4538324B2; EP1568010A1; AU2003274520A1; WO2004049309A1; US20060147047A1; US7644001B2; EP1568010B1; KR101008520B1; CN100405460C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Codieren eines Audiosignals, auf einen Codierer zum Codieren eines Audiosignals und auf ein Gerät zum Zuführen eines Audiosignals.
Bekannt Lösungen in Audio-Codierern, die bereits vorgeschlagen wurden zum Reduzieren der Bitrate von Stereoprogrammmaterial umfassen Intensitäts-Stereo und M/S-Stereo.
In dem Intensitäts-Stereo-Algorithmus werden hohe Frequenzen (typischerweise über 5 kHz) durch ein einziges Audiosignal (d.h. Mono), das mit zeitvariablen und frequenzabhängigen Skalierungsfaktoren oder Intensitätsfaktoren kombiniert wird, wodurch es ermöglicht wird, ein decodiertes Audiosignal wiederherzustellen, das dem ursprünglichen Stereosignal für diese Frequenzgebiete ähnlich ist.
In dem M/S-Algorithmus wird das Signal in ein Summensignal (oder gemeinsames Signal) und ein Differenzsignal (oder nicht gemeinsames Signal) zerlegt. Diese Zerlegung wird manchmal mit prinzipiellen Komponentenanalysen- oder zeitvariablen Skalierungsfaktoren kombiniert. Diese Signale werden danach unabhängig voneinander codiert, entweder von einem Transformationscodierer oder von einem Teilbandcodierer (die beide Wellenformcodierer sind). Der Betrag an Informationsreduktion, erzielt durch diesen Algorithmus ist stark abhängig von den räumlichen Eigenschaften des Quellensignals. Wenn beispielsweise das Quellensignal mono ist, ist das Differenzsignal Null und kann gelöscht werden. Wenn aber die Korrelation des linken und des rechten Signals gering ist (was für die höheren Frequenzgebiete oft der Fall ist), bietet dieses Schema nur eine geringe Bitratenreduktion. Für die niedrigeren Frequenzgebiete schafft M/S-Codierung wesentliche Verdienste.
Parametrische Beschreibungen von Audiosignalen haben in den letzten Jahren Interesse gewonnen, insbesondere im Bereich der Audiocodierung. Es hat sich herausgestellt, dass Übertragung von (quantisierten) Parametern, die Audiosignale beschreiben, nur wenige Übertragungskapazität erfordern um an dem empfangenden Ende ein perzeptuell nahezu gleiches Signal neu zu synthetisieren. Ein Typ parametrischer Audio-Codierer richtet sich auf Codierung von Mono-Signalen, und Stereo-Signale werden als doppelte Mono-Signale verarbeitet.
Ein anderer Typ parametrischer Audio-Codierer ist in EP-A-1107232 beschrieben worden. Dieser parametrische Audio-Codierer benutzt ein parametrisches Codierungsschema zum Erzeugen einer Darstellung eines Stereo-Audiosignals, das aus einem Linkskanalsignal und einem Rechtskanalsignal zusammengestellt ist. Um Übertragungsbandbreie auf effiziente Art und Weise zu benutzen, enthält eine derartige Darstellung Information über nur ein Mono-Signal, das eine Kombination des Linkskanalsignals und des Rechtskanalsignals ist, und parametrische Information. Das Stereosignal kann auf Basis des Mono-Signals zusammen mit der parametrischen Information wiederhergestellt werden. Die parametrische Information umfasst Ortungsaufrufe des Stereo-Audiosignals, einschließlich Intensitäts- und Phasencharakteristiken des Links- und des Rechtskanals
Die parametrische Information wird durch Parameter dargestellt, die Aspekte des Audiosignals in einem Frequenzbereich des Audiosignals kennzeichnen, für den der Parameter bestimmt ist. Das codierte Audiosignal kann das codierte Mono-Audiosignal und einen einzigen globalen Parameter (oder einen Satz globaler Parameter) enthalten, die für die komplette Bandbreite oder den kompletten Bandbereich des zu codierenden Audiosignals bestimmt sind, und/oder einen oder mehrere örtliche Parameter (oder Sätze örtlicher Parameter), die für entsprechende Unterbereiche des Frequenzbereichs des Audiosignals bestimmt sind (diese Unterbereiche des Frequenzbereichs werden auch als "Bins" bezeichnet).
Viele Audiocodierungsschemen benutzen Parameter, deren Anzahl in der Zeit variiert, beispielsweise in Wellenformcodierern wie MPEG-1 Layer-III (mp3), AAC ("Advanced Audio Coding"), kann die Anzahl MDCT-Koeffizienten ("modified discrete cosine transfer") in der Zeit variieren.
Die Veröffentlichung: "Optimal time-differential encoding of sinusoidal model parameters" von Jensen u. a., "Symposium on information theory in the Benelux", Mai 2001, Seiten 1–8 beschreibt einen Algorithmus zum Codieren der Modelparameter zur sinusförmiger Codierung von Audio- und Sprachsignalen. Sätze von sinusförmigen Komponenten, definiert durch Amplituden-, Frequenz- und Phasenparameter, werden für nachfolgende Signalsegmente geschätzt. Die Parameter dieser sinusförmiger Komponenten können entweder direkt oder differentiell gegenüber Werten von Parametern von Komponenten in dem vorhergehenden Segment codiert werden. In einem spiel hat ein bestimmtes Segment m 3 sinusförmige Komponenten während das vorhergehende Segment m-1 2 sinusförmige Komponenten hat. Die Parameter m werden optimal codiert, und zwar nusförmige Komponenten hat. Die Parameter m werden optimal codiert, und zwar entweder dadurch, dass sie gegenüber Parametern in dem Segment m-1 differentiell codiert werden, oder dass sie direkt codiert werden.
Die noch nicht veröffentlichte Europäische Patentanmeldung Nr. 2002 02076588.9 (siehe WO-A1-03/090206, WO-A1-03/090207, WO-A1-03/090208) beschreibt, dass die Anzahl Frequenzunterbereiche (auch als "Bins" bezeichnet), die für die parametrische Stereo-Darstellung verwendet werden, von Frame zu Frame ändern können.
Die noch nicht veröffentlichte Europäische Patentanmeldung Nr. 2002 02077869.2 (siehe WO-A1-03/090207) beschreibt, dass die entsprechenden Parameter aufeinander folgender Frames in der Zeit differentiell codiert werden können. Auf diese Weise kann die Redundanz in der Zeitrichtung entfernt werden. Die Anzahl Parameter ist in aufeinander folgenden Frames identisch.
In dem Artikel von E.G.P. Schuijers u. a.: "Advances in Parametric coding for high-quality audio", präsentiert auf der "1st IEEE Benelux Workshop on Model based Processing and Coding of Audio (MPCA 2002)", Löwen, Belgien, 15. November 2002 wird ein parametrisches Codierungsschema beschrieben, das mit einer parametrischen Stereo-Beschreibung erweitert worden ist. Diese Beschreibung versucht die binärischen Aufrufe zu modellieren, und zwar mit Hilfe von drei Parametern: "Inter-channel Intensity Differences" (IID), "Inter-channel Time Differences" (ITD) und "Inter-channel Cross Correlation" (ICC). Diese Parameter werden in einem nicht einheitlichen Frequenzgitter geschätzt, das dem menschlichen Hörsystem ähnlich ist. Die Anzahl Frequenzbins in diesem Gitter ist typischerweise 20. In der Europäischen Patentanmeldung Nr. 2002 02077869.2 ist eine skalierbare Annäherung für die Codierung dieser Parameter vorgeschlagen worden.
Für dieses parametrische Codierungsschema gibt es auch die Möglichkeit, die Anzahl LPC-Koeffizienten ("Linear Predictive Coding"), die zum Beschreiben der spektralen Umhüllenden verwendet werden, von Frame zu Frame zu ändern.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Codieren eines Audiosignals nach Anspruch 1. Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft einen Codierer zum Codieren eines Audiosignals nach Anspruch 2. Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Gerät zum Liefern eines Audiosignals nach Anspruch 3.
Bei dem Verfahren nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird differentielle Codierung durchgeführt, wenn die Anzahl Parameter in aufeinander folgenden Frames verschieden ist. Dies schafft eine effizientere Codierung der Parameter und folglich ist weniger Bandbreite für die codierten Parameter erforderlich.
Bei dem Verfahren zum Codieren des Audiosignal werden die Werte der ersten Parameter, die Aspekte des Audiosignals zu einem ersten Zeitpunkt darstellen, berechnet zum Erhalten der ersten berechneten Werte. Die Werte der zweiten Parameter, die die Aspekte des Audiosignals zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt darstellen, werden berechnet zum Erhalten der zweiten berechneten Werte. Die Anzahl erster Parameter und die Anzahl zweiter Parameter weichen voneinander ab. Ein Untersatz der zweiten Parameter ist mit einem bestimmten Teil eines Frequenzgebietes des Audiosignals assoziiert. Die Werte des Untersatzes der zweiten Parameter werden auf Basis der Differenz dieses Subsatzes und eines Subsatzes der ersten berechneten Werte, die mit im Wesentlichen diesem selben bestimmten Teil des Frequenzgebietes assoziiert ist, codiert.
Dies ermöglicht es, dass die Parameter differentiell codiert werden, sogar wenn die Anzahl Parameter sich im Lauf der Zeit ändert.
Das Audiosignal wird durch verschiedene Parametersätze codiert. Globale Parameter werden für den gesamten Frequenzbereich des Audiosignals berechnet. Diese globale Parameter ermöglichen eine Decodierung des Audiosignals mit einer (niedrigeren) Basisqualität. Um eine bessere Qualität des decodierten Audiosignals zu ermöglichen können zusätzliche Parameter codiert werden. Die Anzahl dieser zusätzlichen Parameter kann sich im Laufe der Zeit ändern. Die Anzahl erster Parameter, die während eines ersten Fes erforderlich sind, ist kleiner als die Anzahl zweiter Parameter, die während eines nachfolgenden zweiten Frames erforderlich sind. Jeder der ersten Parameter und der entsprechende Parameter der zweiten Parameter deckt im Wesentlichen denselben Frequenzunterbereich. In Frequenzunterbereichen, in denen ein zweiter Parameterwert codiert werden soll, wird dieser Parameterwert gegenüber dem Wert des entsprechenden ersten Parameters, der mit im Wesentlichen demselben Frequenzunterbereich assoziiert ist, anders codiert. In Frequenzbereichen, für die ein zweiter Parameter codiert werden soll, bei dem aber ein entsprechender erster Parameterwert verfügbar ist, wird der Wert des zweiten Parameters gegenüber den globalen Werten anders codiert.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Codierers nach der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames kleiner ist als während eines zweiten Frames,
3 eine andere schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames kleiner ist als während eines zweiten Frames,
4 eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames gröber ist als während eines zweiten Frames,
5 eine andere schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames gröber ist als während eines zweiten Frames,
6 eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames kleiner ist als während eines zweiten Frames, und
7 eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames größer ist als während eines zweiten Frames.
In den jeweiligen Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen entsprechende Elemente zum Durchführen derselben Funktion.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Codierers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Eingang IN empfängt ein Audiosignal 1. Das Audiosignal 1 soll derart codiert werden, dass eine Datenreduktion erhalten wird. Datenreduktion ist dadurch möglich, dass bestimmte Aspekte des Audiosignals durch Parameter dargestellt werden. Diese Parameter definieren einen bestimmten Aspekt des Audiosignals 1 innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs des Audiosignals 1. Der bestimmte Frequenzbereich des Audiosignals 1 kann alle Frequenz decken, die in dem Audiosignal 1 vorhanden sind, oder es kann ein Unterbereich der Frequenzen in dem Audiosignal 1 sein. Die Parameter sollen in der Zeit regelmäßig bestimmt sein, damit sie imstande sind, das sich ändernde Audiosignal 1 darzustellen. Meistens werden die Parameter zu regelmäßigen Zeitintervallen ermittelt und codiert, die dann als Frames bezeichnet werden. Die genaue Art und Weise, wie ein Audiosignal 1 durch die Parameter dargestellt wird, und wie die Parameter codiert werden, ist für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung; es können viele Annäherungen implementiert werden. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Tatsache, dass die Parameter verschieden codiert werden, sogar wenn die Anzahl zu codierender Parameter über aufeinander folgende Frames anders ist.
Eine Recheneinheit 2 empfängt das Audiosignal 1 und liefert während jedes Frames berechnete Werte 3. Die berechneten Werte 3 sollen in einem bestimmten Frame verfügbar sein. Ein Speicher 4 speichert die berechneten Werte 3 während jedes Frames und liefert die gespeicherten Werte 5. Der Codierer 6 codiert die Differenz zwischen den berechneten Werten 3 eines vorhandenen Frames und den gespeicherten Werten 5 des vorhergehenden Frames und liefert die differentiell codierten Parameterwerte 7. Die differentiell codierten Parameterwerte 7 können mit einem codierten Monosignal in der Einheit 8 kombiniert werden um an dem Ausgang OUT ein codiertes Audiosignal zu liefern.
Der Codierer kann zugeordnete Hardware enthalten oder kann ein auf geeignete Weise programmierter Prozessor sein, der die Berechnungen und die anderen Schritte durchführt.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames t1 kleiner ist als während eines zweiten Frames t2. Die Parameter P1,1 bis P1,4 (weiterhin als P1,i bezeichnet) und die assoziierten Frequenzunterbereiche SFRA1 bis SFRA4 (weiterhin als SFRAi bezeichnet) sind auf der linken Seite für ein erstes Frame t1 dargestellt. Die Parameter P2,1 bis P2,16 (weiterhin als P2,i bezeichnet) und ihre assoziierten Unterbereiche SFRB1 bis SFRB16 (weiterhin als SFRBi bezeichnet), sind auf der rechten Seite für ein zweites Frame t2, das dem ersten Frame t1 folgt, dargestellt.
Der Parameter P1,i hat einen berechneten Wert Ai, und der Parameter P2,i hat einen berechneten Wert Bi. Ein bestimmter Parameter der Parameter P1,i oder P2,i wird dadurch erhalten, dass eine Zahl durch den Index i ersetzt wird.
Der gesamte Frequenzbereich wird durch FR angegeben. Die Untersätze der ersten berechneten Werte SUS1,i enthalten je einen einzigen berechneten Wert A1,i. Die Untersätze der zweiten berechneten Werte SUS2,i enthalten je mehr als nur einen (4 in dem in 2 dargestellten Beispiel) berechneten Wert A2,i.
Folglich entsprechen in den assoziierten Untersätzen SSUS1,i und SUS2,i, die demselben Frequenzunterbereich SFRAi entsprechen, immer vier zweite berechnete Werte Bi, einem ersten berechneten Wert Ai. Jeder der vier zweiten berechneten Werte Bi wird gegenüber demselben ersten berechneten Wert Ai anders codiert. Dies bedeutet, dass jeder der vier codierten Werte dem entsprechenden zweiten berechneten Wert Bi weniger dem ersten berechneten Wert Ai entspricht.
3 zeigt eine andere schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames kleiner ist als während eines zweiten Frames. Im Gegensatz zu 2 ist nun der Frequenzunterbereich, der durch eine Kombination der Frequenzunterbereiche SFRB1 bis SFRB4 zusammen erhalten wird, nicht dem Frequenzbereich SFRA1 entspricht, sondern etwas kleiner ist. Der Frequenzunterbereich SFRB5 tritt teilweise innerhalb des Frequenzbereichs SFRA1 und teilweise in dem Frequenzbereich SFRA2 auf. Die codierten Werte der Parameter P2,1 bis P2,4 werden gegenüber dem Wert A1 des Parameters P1,1 anders codiert. Der codierte Wert des Parameters P2,5 kann gegenüber entweder dem Wert A1 oder dem Wert A2 des Parameters P1,2 anders codiert werden. Es ist auch möglich, den Wert des Parameters P2,5 als die Differenz zwischen dem Wert B5 und einer gewichteten Summe der Werte A1 und A2 zu codieren. Vorzugsweise werden die Werte A1 und A2 entsprechend der Überlappung des Frequenzbereichs SFRB5 durch die Frequenzbereiche SFRA1 bzw. SFRA2 gewichtet.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames größer ist als während eines zweiten Frames. 4 zeigt eine ähnliche Situation wie in 2, nun aber hat das Frame t1 eine größere Anzahl Parameter P1,i als das nachfolgende Frame t2.
Die Parameter P2,1 und P2,2 (weiterhin als P2,i bezeichnet) und ihre assoziierten Frequenzunterbereiche SFRB1 und SFRB2 (weiterhin als SFRBi bezeichnet) sind auf der rechten Seite des zweiten Frames t2 dargestellt. Die Parameter P1,1 bis P1,7 (weiterhin als P1,i bezeichnet) und ihre assoziierten Frequenzunterbereiche SFRA1 bis SFRA7 (weiterhin als SFRAi bezeichnet), sind auf der linken Seite für das erste Frame t1 dargestellt.
Der Parameter P1,i hat einen berechneten Wert Ai und der Parameter P2,i hat einen berechneten Wert Bi. Ein bestimmter Parameter der Parameter P1,i oder P2,i wird dadurch erhalten, dass eine Zahl durch den Index i ersetzt wird.
Die Untersätze der zweiten berechneten Werte SUS2,i enthalten je einen einzigen berechneten Wert Bi. Die Untersätze der ersten berechneten Werte SUS1,i enthalten je mehr als nur einen (3 in dem in 4 dargestellten Beispiel) berechneten Wert Ai.
Folglich entspricht in den assoziierten Untersätzen SUS1,i und SUS2,i, die demselben Frequenzunterbereich SFRBi entsprechen, immer ein zweiter berechneter Wert Bi drei ersten berechneten Werten Ai.
Der zweite berechnete Wert Bii wird gegenüber einem berechneten gewichteten Mittelwert der Gruppe assoziierter berechneter Werte Ai anders codiert. Die Werte Ai sind mit dem Wert Bi assoziiert, wenn sie zu Parametern P1,i gehören, der zu einem Frequenzsubbereich SFRAi gehören, der in dem Frequenzbereich SFRBi auftritt oder wenigstens diesen teilweise überlappt.
Der gewichtete Mittelwert wird wie folgt berechnet:
Wobei V_group einen Gruppenparameterwert darstellt, wobei M die Anzahl Parameter ist, die zu der Gruppe assoziierter berechneter Werte Ai gehören, und wobei qi die Gewichtungsfunktionen sind, für die Folgendes gilt:
Die Gewichtungen qi werden beispielsweise derart selektiert, dass sie 1/M sind, aber auch die Größe des Frequenzsubbereichs oder Bins, zu dem ein bestimmter Parameter gehört, ist eine gute Wahl.
5 zeigt eine andere schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames größer ist als während eines zweiten Frames.
In dem Beispiel nach 4 fallen die Bins, die zu einer Gruppe in dem Frame t1 gehören immer völlig in ein einziges Bin des Frames t2. Dies ist nicht der Fall in 5, darin liegt das Bin, das mit dem Wert A3 assoziiert ist, nur teilweise in dem Bin, das mit dem Wert B1 assoziiert ist. Beim differentiellen Codieren des Wertes B1 gegenüber dem gewichteten Wert können die Gewichtungen für den Wert A3 kleiner gewählt werden. Vorzugsweise bezieht sich die Abnahme dieser Gewichtung auf den Teil des Bins von A3, der sich innerhalb des Bins B1 befindet als ein Prozentsatz der Bins von A1 und A2, die sich völlig innerhalb des Bins B1 befinden. So ist beispielsweise die differentielle Codierung, wie diese in den 2 bis 5 dargestellt ist, in dem parametrischen Codierungsschema relevant, wie präsentiert in dem Artikel von E.G.P Schuijers u. a. "Advances in Parameteic coding for high-quality audio", präsentiert beim "1st IEEE Benelux Workshop on Model based Processing and Coding of Audio (MPCA 2002)" Löwen, Belgien, 15. November 2002, wobei wegen des Qualität/Bitratenkompromisses, die Anzahl Bis, verwendet für die IID/ITD/ICC Parameter auf 10 oder 40 Frequenzbins statt der typischen 20 umschalten können.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames kleiner ist als während eines zweiten Frames.
Die 2 bis 5 zeigten eine variable Anzahl (Sätze) Parameter P1,i und P2,i, die einem bestimmten festen Frequenzbereich SF entsprechen. Folglich wird, wenn die Anzahl Parameter sich ändert, die Größe der Frequenzbereiche SFRAi oder SGRBi sich auf entsprechende Weise derart ändern, dass alle Frequenzunterbereiche SFRAi oder SFRBi zusammen das feste Frequenzgebiet SF decken.
Auf alternative Weise kann, wie in den 6 und 7 dargestellt, jeder Parameter P1,i und P2,i zu einem bestimmten Frequenzgebiet SFRAi bzw. SSFRBi gehören, d.h. das Frequenzgebiet SFRAi oder SFRBi, zu dem ein spezifischer Parameter P1,i oder P2,i gehört, ist konstant. Wenn die Anzahl Parameter P1,i und P2,i in einem Frame t1 oder t2 sich ändert, ändert sich auch die Gesamtgröße des Frequenzbereichs, der durch alle Frequenzgebiete SFRAi oder SFRBi zusammen gedeckt wird. Dies kann für den ITD Parameter der Fall sein.
In dem Frame t1 gibt die linkste Spalte die globalen Parameter GB1 an, die Aspekte des Audiosignals 1 für den gesamten Frequenzbereich FR darstellen. Die benachbarte Spalte zeigt fünf Parameter (oder Sätze von Parametern, beispielsweise IID und/oder ICC Parameter), die durch C1 bis C5 angegeben sind. Jeder der Parameter (oder Parametersätze) Ci ist für einen assoziierten Frequenzunterbereich des gesamten Frequenzbereichs FR relevant. Die Frequenzunterbereiche zusammen decken den totalen Frequenzbereich FR. Die rechteste Spalte in dem Frame t1 zeugt zwei Frequenzunterbereiche SFRA1 und SFRA2, in denen zwei Parameter (oder Sätze von Parametern) durch die Werte A1 bzw. A2 definiert werden.
In dem Frame t2 gibt die linkste Spalte die globalen Parameter GB2 an, die den globalen Parametern GB1 entsprechen. Die mittlere Spalte gibt die fünf Parameter D1 bis D5 an, die den Parametern C1 bis C5 entsprechen. Die Frequenzbereiche, die mit GB1 assoziiert sind und D1 bis D5 sind dieselben wie die Frequenzgebiete, die mit GB2 bzw. C1 bis C5 assoziiert sind. Die rechteste Spalte in dem Frame t2 zeigt drei Frequenzunterberei che SFRB1 bis SFRB3 und die Werte B1 bis B3 der assoziierten Parameter. Die Frequenzunterbereiche SFRB1 und SFRB2, die mit den Werten B1 und B2 assoziiert sind, sind den Frequenzunterbereichen SFRA1 und SFRA2 identisch, die mit den Werten A1 bzw. A2 assoziiert sind. Die Werte B1 und B2 werden in Bezug auf die Werte A1 bzw. A2 verschieden codiert. Da es in dem Frame t1 keinen Frequenzunterbereich gibt, der mit dem Frequenzunterbereich SFRB3 in dem Frame t2 übereinstimmt, ist es nicht möglich, den Wert B3 gegenüber einem Wert in dem Frame t1 differentiell zu codieren. Dennoch ist eine Datenreduktion durch Codierung des Wertes B3 gegenüber den globalen Parametern GB2 möglich.
Auf diese Weise wird im Allgemeinen, wenn die Anzahl Bins der Parameter mit den Werten Ai in einem bestimmten Frame kleiner ist als die Anzahl Bins der entsprechenden Parameter mit den Werten Bi in dem nächsten Frame, die differentielle Codierung nur an Bins durchgeführt, die in den beiden Frames wirklich bestehen. Bins, die keinen Vorgänger haben, werden gegenüber den globalen Werten GB2 differentiell codiert.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Situation, in der die Anzahl Parameter während eines ersten Frames höher ist als während eines zweiten Frames.
In dem Frame t1 gibt die linkste Spalte die globalen Parameter GB1 an, die Aspekte des Audiosignals 1 für den totalen Frequenzbereich FR darstellen. Die angrenzende mittlere Spalte zeigt fünf Parameter (oder Sätze von Parametern, beispielsweise IDD und/oder ICC Parameter), die durch C1 bis C5 angegeben sind. Jeder der Parameter (oder Parametersätze) Ci ist für einen assoziierten Frequenzunterbereich des gesamten Frequenzbereichs FR relevant. Die Frequenzunterbereiche decken zusammen den totalen Frequenzbereich FR. Die rechteste Spalte in dem Frame t1 zeigt drei Frequenzunterbereiche SFRA1 bis SFRA3, in denen drei Parameter (oder Sätze von Parametern) durch die Werte A1 bzw. A3 definiert sind.
In dem Frame t2 gibt die meist linke Spalte die globalen Parameter GB2 an, die den globalen Parametern GB1 entsprechen. Die mittlere Spalte gibt die fünf Parameter D1 bis D5 an, die den Parametern C1 bis C5 entsprechen. Die Frequenzbereiche, die mit GB1 und D1 bis D5 assoziiert sind, sind dieselben wie die Frequenzbereiche, die mit GB2 und C1 bis C5 assoziiert sind. Die rechteste Spalte in dem Frame t2 zeigt zwei Frequenzunterbereiche SFRB1 und SFRB2 und die Werte B1 und B2 der assoziierten Parameter. Die Frequenzunterbereiche SFRB1 und SFRB2, die mit den Werten B1 und B2 assoziiert sind, sind den Frequenzunterbereichen SFDRA1 und SFRA2, die mit den Werten A1 und A2 assoziiert sind, identisch. Die Werte B1 und B2 werden gegenüber den Werten A1 bzw. A2 differentiell codiert.
Auf diese Weise wird, im Allgemeinen, wenn die Anzahl Bins der Parameter mit Werten Ai in einem bestimmten Frame größer ist als die Anzahl Bins der entsprechenden Parameter mit Werten Bi in dem nächsten Frame die differentielle Codierung nur an Bins durchgeführt, die wirklich in beiden Frames bestehen.
Der in Bezug auf die 6 und 7 beschriebene Codierungsalgorithmus erfordert keine Signalisierung in dem Bitstrom.
So können beispielsweise in der Situation, wie in den 6 und 7 dargestellt, die Werte Ai und Bi die Anzahl ITD Bins darstellen, in einer bestimmten Verwirklichung kann die Anzahl ITD Bins zwischen 11 und 16 variieren.
Es sei bemerkt, dass die oben genannten Ausführungsformen die vorliegende Erfindung illustrieren statt begrenzen und dass der Fachmann imstande sein wird, im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche viele alternative Ausführungsformen zu entwerfen.
So sind beispielsweise die absolute Anzahl und die Änderung davon von Parameter in entsprechenden Bins aufeinander folgender Frames nur Beispiele. In einer bestimmten Situation kann die Anzahl Bins von dem wirklichen Audiosignal und der zu decodierenden Audioqualität (oder dem verfügbaren maximalen Bitstrom) abhängig sein. So können beispielsweise in der in den 6 und 7 dargestellten Situation die Werte Ai und Bi die Anzahl ITD Bins darstellen, in einer bestimmten Verwirklichung kann die Anzahl IST Bins zwischen 11 und 16 variieren.
In den Patentansprüchen sollen eingeklammerte Bezugszeichen nicht als den Anspruch begrenzend betrachtet werden. Das Wort "umfassen" schließt das Vorhandensein von Elementen oder Verfahrensschritten, die nicht in dem Anspruch aufgelistet wurden, nicht aus. Die vorliegende Erfindung kann mit Hilfe von Hardware mit verschiedenen einzelnen Elementen und mit Hilfe eines auf geeignete Art und Weise programmierten Computers implementiert werden. In den Patentansprüchen, in denen verschiedene Mittel genannt werden, können viele dieser Mittel in ein und demselben Hardware-Item verkörpert sein. Die Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in untereinander verschiedenen Unteransprüchen genannte werden, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht mit Vorteil angewandt werden könnte.

Claims

Verfahren zum Codieren eines Audiosignals (1), wobei das Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Berechnen (2) von Werten einer ersten Anzahl erster Parameter (P1,i), die Aspekte des Audiosignals (1) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen, zum Erhalten erster berechneter Werte (Ai), – das Berechnen (2) von Werten einer zweiten Anzahl zweiter Parameter (P2,i), welche die Aspekte des Audiosignals (1) zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt (t2) darstellen, zum Erhalten zweiter berechneter Werte (Bi), wobei die erste und die zweite Anzahl verschieden sind, – Codieren (7) eines Subsatzes der zweiten Parameter (P2,i), die mit einem bestimmten Teil eines Frequenzbereichs (SFRA,i) des Audiosignals (1) assoziiert sind, auf Basis einer Differenz eines Subsatzes (SUS2,i) der zweiten berechneten Werte (Bi), assoziiert mit diesem bestimmten Teil des Frequenzbereichs (SFRAi) und eines Subsatzes (SUS1,i) der ersten berechneten Wert (Ai) assoziiert mit im Wesentlichen diesem speziellen Teil des Frequenzbereichs (SFRAi) zum Erhalten unterschiedlich codierter Werte (7) der zweiten Parameter (P2,i) gekennzeichnet durch – Berechnung globaler Werte (GB1, GB2) für einen gesamten Frequenzbereich des Audiosignals (1), und wobei jeder Parameter der ersten Parameter (P1,i) und der entsprechende Parameter der zweiten Parameter (P2,i) im Wesentlichen denselben Frequenzbereich (SFRAi, SRFBi) decken und wobei die Anzahl erster Parameter (P1,i) kleiner ist als die Anzahl zweiter Parameter (P2,i), wobei der Subsatz der ersten berechneten Werte (SUS1,i) einen Wert für jeden Parameter der ersten Parameter (P1,i) aufweist, wobei der Subsatz der zweiten berechneten Werte (SUS1,i) einen Wert für jeden Parameter der zweiten Parameter (P2,i) aufweist, wobei in den Frequenzbereichen, für die ein erster und ein zweiter berechneter Wert (Ai, Bi) berechnet wird, der unterschiedlich codierte Wert (7) auf der Differenz des entsprechenden ersten und zweiten berechneten Wertes (Ai, Bi) basiert, und wobei in den Frequenzbereichen (SFRAi, SRFBi), für die ein zweiter Parameter (P2,i) nicht aber ein ers ter Parameter (P1,i) berechnet wird, der codierte Wert (7) auf der Differenz des entsprechenden zweiten Parameters (P2,i) und der globalen Werte (GB1, GB2) basiert.
Codierer zum Codieren eines Audiosignals (1), der die nachfolgenden Elemente umfasst: – Mittel zum Berechnen (2) von Werten einer ersten Anzahl erster Parameter (P1,i), die Aspekte des Audiosignals (1) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen, zum Erhalten erster berechneter Werte (Ai), – Mittel zum Berechnen (2) von Werten einer zweiten Anzahl zweiter Parameter (P2,i), welche die Aspekte des Audiosignals (1) zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt (t2) darstellen, zum Erhalten zweiter berechneter Werte (Bi), wobei die erste und die zweite Anzahl verschieden sind, – Mittel zum Codieren (7) eines Subsatzes der zweiten Parameter (P2,i), die mit einem bestimmten Teil eines Frequenzbereichs (SFRA,i) des Audiosignals (1) assoziiert sind, auf Basis einer Differenz eines Subsatzes (SUS2,i) der zweiten berechneten Werte (Bi), assoziiert mit diesem bestimmten Teil des Frequenzbereichs (SFRAi) und eines Subsatzes (SUS1,i) der ersten berechneten Werte (Ai) assoziiert mit im Wesentlichen diesem speziellen Teil des Frequenzbereichs (SFRAi) zum Erhalten unterschiedlich codierter Werte (7) der zweiten Parameter (P2,i) gekennzeichnet durch – Mittel zur Berechnung globaler Werte (GB1, GB2) für einen gesamten Frequenzbereich des Audiosignals (1), und wobei jeder Parameter der ersten Parameter (P1,i) und der entsprechende Parameter der zweiten Parameter (P2,i) im Wesentlichen denselben Frequenzbereich (SFRAi, SRFBi) decken und wobei die Anzahl erster Parameter (P1,i) kleiner ist als die Anzahl zweiter Parameter (P2,i), wobei der Subsatz der ersten berechneten Werte (SUS1,i) einen Wert für jeden Parameter der ersten Parameter (P1,i) aufweist, wobei der Subsatz der zweiten berechneten Werte (SUS1,i) einen Wert für jeden Parameter der zweiten Parameter (P2,i) aufweist, wobei in den Frequenzbereichen, für die ein erster und ein zweiter berechneter Wert (Ai, Bi) berechnet wird, der unterschiedlich codierte Wert (7) auf der Differenz des entsprechenden ersten und zweiten berechneten Wertes (Ai, Bi) basiert, und wobei in den Frequenzbereichen (SFRAi, SRFBi), für die ein zweiter Parameter (P2,i) nicht aber ein erster Parameter (P1,i) berechnet wird, der codierte Wert (7) auf der Differenz des entspre chenden zweiten Parameters (P2,i) und der globalen Werte (GB1, GB2) basiert.
Gerät zum Liefern eines Audiosignals, wobei das Gerät die nachfolgenden Elemente umfasst: – eine Eingang (IN) zum Empfangen eines Audiosignals (1), – einen Codierer nach Anspruch 2 zum Codieren des Audiosignals (1) zum Erhalten eines codierten Audiosignals (9), und – einen Ausgang (OUT) zum Liefern des codierten Audiosignals (9).