DE69210064T2

DE69210064T2 - Teilbandkodierer und Sender unter Verwendung dieses Kodierers

Info

Publication number: DE69210064T2
Application number: DE69210064T
Authority: DE
Inventors: De Kerkhof Leon Maria Van; Der Waal Robbert Gerbrand Van; Raymond Nicolaas Joha Veldhuis
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2012-01-25
Also published as: US5621855A; EP0497413B1; NL9100173A; JPH04360331A; EP0497413A1; DE69210064D1; KR920017399A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Codiereinrichtung mit einem Teilbandcodierer zum Teilbandcodieren eines digitalen Breitbandsignals, beispielsweise eines digitalen Stereo-Tonsignals, das durch wenigstens einen ersten und einen zweiten Signalanteil gebildet wird, die je mit einer spezifischen Abtastfrequenz; abgetastet werden, wobei der Teilbandcodierer Signalspaltmittel aufweist zum in Antwort auf das breitbandige digitale Signal Erzeugen einer Anzahl von M Teilbandsignalen mit Abtastfrequenzverringerung, wozu die Spaltmittel das breitbandige digitale Signal in aufeinanderfolgende Teilbänder mit Bandnummern m aufteilen, die mit der Frequenz zunehmen, wobei für m gilt: 1 ≤ m ≤ M und wobei jedes Teilbandsignal aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Teilbandsignalteil aufgebaut ist, wobei die Codiereinrichtung weiterhin Quantisiermittel aufweist zum blockweisen Quantisieren der ersten und zweiten Teilbandsignalteile eines Teilbandsignals in Teilbändern, wobei ein quantisierter Signalteil aus aufeinanderfolgenden Signalblöcken aufgebaut ist, wobei jeder Signalblock q Abtastwerte aufweist, wobei die q Abtastwerte in einem Signalblock des ersten oder des zweiten quantisierten Teilbandsignalteils in einem Teilband SBM, je mit nm1 bzw. nm2 Bits dargestellt sind, und wobei in einer Codierung in einer Intensitätsmode für wenigstens eines der Teilbänder die Quantisiermittel zum Kombinieren entsprechender Abtastwerte des ersten und des zweiten Teilbandsignalteils in dem Teilband eingerichtet sind zum Erhalten eines zusammengesetzten Signals in dem Teilband, und zum blockweisen Quantisieren des zusammengesetzten Signals in dem Teilband eingerichtet sind, wobei das quantisierte zusammengesetzte Signal in dem Teilband aus aufeinanderfolgenden Signalbiöcken aufgebaut ist, wobei jeder Signalblock q Abtastwerte aufweist, wobei die q Abtastwerte in einem Signalblock des quantisierten zusammengesetzten Signals je durch nmc Bits dargestellt werden, wobei die Einrichtung weiterhin Skalenfaktorinformationsbestimmungsmittel aufweist zum Bestimmen von Information, die sich auf einen Skalenfaktor bezieht, der jedem Signalblock von q Abtastwerten in dem ersten und zweiten Teilbandsignalteilen der Teilbänder zugeordnet ist, auf einen Sender mit der Codiereinrichtung, auf einen Empfänger und auf ein Codierverfahren.
Die Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist aus der Niederländischen Patentanmeldung Nr.90.00.338 (PHN 13.241), siehe Dokument (2b) in dem Bezugsmaterial am Ende dieser beschreibung. Mit der bekannten Einrichtung ist es für einige Teilbänder möglich, den ersten und den zweiten Teilbandsignalteil in diesen Teilbändern in einer sog. Intensitätsmode zu codieren. In dem Fall werden die Links- und Rechtssignalteile zum Erhalten einer Art von Mono-Signal zusammengenommen. Eine derartige Signalcodierung wird angewandt, wenn die Phasendifferenz zwischen dem Linksund dem Rechtsteilbandsignalteil nicht wichtig ist, wobei aber die Wellenform des Monosignals sehr wichtig ist. Dies trifft insbesondere zu für die Signale in höher liegenden Teilbändern, weil das Ohr für die Frequenzen in diesen Teilbändern weniger phasenempfindlich ist. Durch eine derartige Codierung kann ein geringerer Informationsinhalt für das zu übertragende Teilband bei einer bestimmten Genauigkeit in der Codierung ausreichen oder es kann ein größerer Informationsinhalt mit einer höheren Genauigkeit in der Codierung ausreichen. Bei Wiedergabe auf der Empfangsseite erhält man einen Stereo-Effekt, der unter der Bezeichnung Intensitätsstereo bekannt ist. Nur die Intensitäten der Links- und Rechtsteilbandsignalteile sind verschieden, mit den verschiedenen Werten für die dem ersten und zweiten Teilbandsignalteil zugeordneten Skalenfaktoren.
Die bekannte Einrichtung weist aber den nachteil auf, daß die Codierung in der Intensitätsmode nicht immer zu einer einwandfreien Signalübertragung führt.
Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Einrichtung zu schaffen, mit der sich auch in denjenigen Fällen, in denen keine gute Übertragung erfolgt, dennoch eine einwandfreie Übertragung verwirklichen läßt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist dazu das Kennzeichen auf, daß sie mit Winkelbestimmungsmitteln versehen ist, die dazu eingerichtet sind, für jedes deijenigen Teilbänder, für die eine Codierung in der Intensitätsmode möglich ist und für jeweils entsprechende Signalblöcke in den ersten und zweiten Teilbandsignalteilen eines derartigen Teilbandes, eine gerade Linie in einer Ebene zu bestimmen, die durch ein fiktives rechteckiges Achsenkreuz mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Achsen gebildet ist, wobei diese Linie durch den Ursprung des Achsenkreuzes und durch eine Punktewolke von q Punkten in der Ebene geht, wobei diese Punkte dadurch gebildet werden, daß ein k. Abtastwert aus einem Signalblock von q Abtastwerten in dem ersten Teilbandsignalteil mit dem k. Abtastwert aus dem entsprechenden Signalblock von q Abtastwerten in dem zweiten Teilbandsignalteil, wobei k sich von 1 bis einschließlich q erstreckt, zusammengenommen wird, und dadurch, daß zum Bestimmen eines k. Punktes in der Ebene der k. Abtastwert des ersten Teilbandsignalteils auf der einen Achse des Achsenkreuzes und der k. Abtastwert des zweiten Teilbandsignalteils auf der anderen Achse des Achsenkreuzes aufgetragen wird, und daß für die Linie gilt, daß ein Distanzmaß, das ein Maß für den Abstand der Linie von allen q Punkten ist, minimal ist, daß die Winkelbestimmungsmittel weiterhin dazu eingerichtet sind, einen Winkel β zu bestimmen, der im wesentlichen dem Winkel entspricht, den diese Linie mit deijenigen Achse des Achsenkreuzes einschließt, auf der die Abtastwerte des ersten Teilbandsignalteils aufgetragen sind, daß die Winkelbestimmungsmittel mit einer Vergleichsschaltung versehen sind zum Vergleichen des Distanzmaßes mit einem Schwellenwert, daß die Vergleichsschaltung zum Erzeugen eines Steuersignals eingerichtet ist, wenn das Distanzmaß den Schwellenwert nicht überschreitet, und daß die Quantisiermittel dazu eingerichtet sind, um in Antwort auf das Steuersignal eine Codierung in der Intensjtätsmode an den entsprechenden Signalblöcken in dem ersten und dem zweiten Teilbandsignalteil des betreffenden Teilbandes durchzuführen, und daß die Quantisiermittel dazu mit Signalkombiniermitteln versehen sind, zum Multiplizieren der q Abtastwerte des ersten Teilbandsignalteils mit cos (α), zum Multiplizieren der q entsprechenden Abtastwerte des zweiten Teilbandsignalteils mit -sin (α) und zum Kombinieren nach der Multiplikation der q Abtastwerte des ersten und des zweiten Teilbandsignalteils zu dem zusammengesetzten Teilbandsignal, und daß α eine Beziehung zu dem Winkel β hat.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß die bekannte Intensitätseodierung bedeutet, daß entsprechende Abtastwerte l[k],r[k] in einem Signalblock der ersten und zweiten Teilbandsignalteile in einem Teilband auf einer Linie projiziert werden, die in einem Winkel von 45º durch den Ursprung eines l-r-Achsenkreuzes geht, in dem die Punkte l[k],r[k] in der Ebene des Achsenkreuzes dadurch erhalten werden, daß der Abtastwert l[k] auf der l-Achse aufgetragen wird, und der zugeordnete Abtastwert r[k] auf der r-Achse des Achsenkreuzes aufgetragen wird. Die Übertragung in der Intensitätsmode bedeutet im wesentlichen, daß nur die Länge der Projektionen der Punkte auf der Linie, gerechnet vom Ursprung aus, als die Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals übertragen werden. Eine derrtige Codierung ist einwandfrei für eine Punktewolke von Abtastwertepaaren l[1],r[1] bis einschließlich l[q], r[q], die hauptsächlich in dem ersten und dem dritten Quadranten des Achsenkreuzes liegt, ist aber weniger gut für eine Punktewolke, die in dem zweiten und vierten Quadranten liegt.
Der erfindungsgemäßen Maßnahme liegt die Idee zugrunde, um je nach der Lage der Punktewolke eine Projektionslinie zu bestimmen, die am besten durch diese Punktewolke geht. Daraufhin werden die Punkte auf dieser Projektionslinie projiziert. Nach der Erfindung bedeutet dies, daß α = -β. Die Länge, vom Ursprung gerechnet, der Projektionen dieser Punkte auf der Projektionslinie werden nun als Abtastwerte, einschließlich des Vorzeichens, des zusammengesetzten Teilbandsignals übertragen. Die Folge dieser Codierung ist, daß eine bessere Übertragung verwirklicht wird. Diese Codierung bedeutet aber, daß einer der Skalenfaktoren nun negativ sein kann. In dem Format des Datensignals, über das die Information übertragen werden muß, muß dann aber die Tatsache berücksichtigt werden, daß einer der Skalenfaktoren negativ sein kann, und zwar durch Reservierung eines zusätzlichen Vorzeichenbits für diesen Skalenfaktor in dem Datenstrom. Dies würde eine Vergrößerung des Signalformats bedeuten, wie dies in der bereits genannten niederländischen Patentanmeldung 90.00.338 beschrieben ist.
Will man aber keine Vergrößerung des Formats, in dem Sinne, daß man kein zusätzliches Vorzeichenbit in das Signalformat einführen möchte, so kann die Einrichtung das Kennzeichen aufweisen, daß in dem Fall, wo β der Bedingung 0 ≤ β ≤ 90º erfüllt, gilt, daß α = -β ist, daß in dem Fall, wo β der Bedingung entspricht: 90º < β < 135º, gilt, daß α = -90º ist, und daß in dem Fall, wo β der nachfolgenden Bedingung entspricht: - 45º < β < 0, gilt, daß α = 0º ist. Dies bedeutet, daß man die Punktewolke von Abtastwertpaaren l[k],r[k], die in dem ersten und dem dritten Quadranten des l-r-Achsenkreuzes liegt. auf die Art und Weise codiert, wie diese oben beschrieben ist. Für eine Punktewolke von Abtastwertpaaren l[k],r[k], die in dem zweiten und dem vierten Quadranten liegt, gilt, daß die Punkte entweder auf der l- Achse projiziert werden, wenn gilt, daß 90º< β< 135º ist, oder auf der r-Achse, wenn gilt, daß -45º< β< 0º ist, und daß die Längen der Projektionen auf diesen Achsen als die Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals benutzt werden, die übertragen werden. Dadurch, daß auf der l-Achse oder auf der r-Achse projiziert wird ist ein Vorzeichenbit überflüssig geworden. Außerdem bedeutet eine derartige Übertragung noch immer eine Verbesserung gegenüber der bekannten Übertragung. Und zwar, weil eine Projektion auf der l-Achse eine bessere Annäherung der Abtastwertpaare ist als wenn auf der Linie projiziert werden würde, die in einem Winkel von 45º durch den Ursprung des Achsenkreuzes geht, wie bei der bekannten Codierung.
Die Skalenfaktoren SFl und SFr können verschiedenartig erhalten werden. Die Skalenfaktoren können auf bekannte Art und Weise aus den ursprünglichen Teilbandsignalteilen hergeleitet werden. Eine andere Möglichkeit ist, daß die Skalenfaktoren aus dem Skalenfaktor SFlr des zusammengesetzten Teilbandsignals hergeleitet werden. Die erfindungsgemaße Einrichtung weist dazu das Kennzeichen auf, daß zum Feststellen des dem entsprechenden Signalblock des ersten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors die Feststellungsmittel zum Multiplizieren des zusammengesetzten Skalenfaktors mit cos α eingerichtet sind, und daß zum Feststellen des dem entsprechenden Signalblock des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors die Feststellungsmittel zum Multiplizieren des zusammengesetzten Skalenfaktors mit (-sin α) eingerichtet sind.
In dem Fall werden also die Skalenfaktoren SFl und SFr über das Übertragungsmittel übertragen.
Eine andere Möglichkeit ist, daß der zusammengesetzte Skalenfaktor SFlr und der Winkel α übertragen werden und daß erst empfangsseitig die Skalenfaktoren SFl und SFr aus SFlr und α rekonstruiert werden.
Eine weitere Möglichkeit ist, daß die Einrichtung das Kennzeichen aufweist, daß zum Feststellen des dem entsprechenden Signalblock des ersten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors die Feststellungsmittel zum Berechnen der Größe
SFlr [S11/S2]
wobei S&sub1;&sub1; der Summe der Quadrate der Amplituden der q Abtastwerte in dem Signalblock des ersten Teilbandsignalteils entspricht, wobei S&sub2; der Summe der Quadrate der q Abtastwerte in dem Signalblock des zusammengesetzten Teilbandsignals entspricht und wobei SFlr der zusammengesetzte Skalenfaktor entsprechend der Amplitude des größten Abtastwertes in dem Signalblock der q Abtastwerte in dem zusammengesetzten Teilbandsignal ist. In dem Fall wird die Anforderung gestellt, daß die Leistungen des ersten Teilbandsignalteils vor und nach der Übertragung einander entsprechen. Eine gleiche Berechnung läßt sich selbstverständlich zum Erhalten des Skalenfaktors für den zweiten Teilbandsignalteil durchführen.
An dieser Stelle sei erwähnt, daß diese Berechnung der Skalenfaktoren, die also auf der sender- und empfangsseitigen Gleichhaltung der Leitungen des (der) Teilbandsignalteils (-e) basiert, neben der erfindungsgemaßen Intensitätscodierung steht, daß aber diese Berechnung auch bei der bekannten Intensitätsmodecodierung angewandt werden kann.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann weiterhin das Kennzeichen aufweisen, daß die Skalenfaktorinformationsfeststellungsmittel mit den folgenden Eiementen versehen sind:
- zweiten Quantisiermitteln zum Quantisieren des dem entsprechenden Signalblock des ersten und/oder des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors,
- Entquantisiermitteln zum Entquantisieren der in den zweiten Quantisiermitteln quantisierten Skalenfaktoren, und
- Teilermitteln zum Teilen des Skalenfaktors und des entquantisierten Skalenfaktors aufeinander zum Erhalten eines Koeffizienten zum Multiplizieren der q Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals mit dem Koeffizienten. Wenn die Einrichtung außerdem das Kennzeichen aufweist, daß der Koeffizient dem Wert SFl/SF'l entspricht, wobei SFl der Skalenfaktor ist, der dem entsprechenden Signalblock des ersten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordnet ist, und wobei SF'l der quantisierte Skalenfaktor SFl ist, können in diesem Fall Quantisierfehler ausgeglichen werden, die beim Quantisieren des Skalenfaktors entstehen, der dem ersten Teilbandsignalteil zugeordnet ist. Wenn die Einrichtung stattdessen das Kennzeichen aufweist, daß der Koeffizient dem Wert SFr/SF'r entspricht, wobei SFr der Skalenfaktor ist, der dem entsprechenden Signalblock des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordnet ist, und wobei SF'r der quantisierte Skalenfaktor SFr ist, können in diesem Fall Quantisierfehler ausgeglichen werden, die beim Quantisieren des Skalenfaktors entstehen, der dem zweiten Teilbandsignalteil zugeordnet ist. Es sei aber erwähnt, daß der Ausgleich des Quantisierfehlers in dem einen Skalenfaktor für den einen Kanal bedeutet, daß die Übertragung in dem anderen Kanal einen Fehler ergibt, der in dB ausgedrückt maximal der Quantsierungsschrittgröße (in dB) in den Skalenfaktoren entspricht.
Auch an dieser Stelle sei deutlich erwähnt, daß der oben beschriebene Ausgleich von Quantisierfehlern in einem oder in beiden Skalenfaktoren neben der erfindungsgemäßen Intensitätsmodecodierung sowie neben der Berechnung der Skalenfaktoren, wie dies anhand des Anspruchs 10 beschrieben wird, steht. Der Ausgleich läßt sich ebenfalls bei der bekannten Intensitätsmodecodierung anwenden.
Bei einer anderen Ausführungsform der Einrichtung weist diese das Kennzeichen auf, daß der Koeffizient eine Funktion ist von
SF'l, / SFl und SF'r /Sfr
wobei SFl und SFr der Skalenfaktor ist, der dem entsprechenden Signalblock des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordnet ist, und wobei SF'l SF'r der quantisierte Skalenfaktor SFl und SFr ist. In diesem Fall werden die Quantisierfehler in dem einen sowie in dem anderen Skalenfaktor ausgeglichen. Der Ausgleich ist für keinen der beide Skalenfaktoren vollständig, es findet jedoch in beiden Kanälen ein Ausgleich statt, der wenigstens einen Teil des Quantisierfehlers ausgleicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Teilbandcodiereinrichtung,
Fig. 2 die bekannte Stereo-Intensitätscodierung in der Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere Erläuterung der bekannten Stereo-Intensitätscodierung,
Fig. 4 und 5 eine Erläuterung der erfindungsgemäßen Stereo-Intensitätscodierung,
Fig. 6 in Fig. 6a denjenigen Teil der Teilbandcodiereinrichtung nach Fig. 1, der imstande ist, die erfindungsgemäße Stereo-Intensitätscodierung durchzuführen, und in Fig. 6b, 6c und 6d drei Ausführungsbeispiele von Empfängern zum Decodieren der in der Einrichtung nach Fig. 6a codierten Signale,
Fig. 7 eine Erläuterung des Verhaltens der Skalenfaktoren in Abhängigkeit von dem Drehungswinkel a,
Fig. 8 eine Erläuterung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stereo-Intensitätscodierung,
Fig. 9 denjenigen Teil der Teilbandcodiereinrichtung nach Fig. 1, der imstande ist, die Stereo-Intensitätscodierung durchzuführen, wie diese anhand der Fig. 8 beschrieben wird,
Fig. 10 ein anderes Ausführungsbeispiel desjenigen Teils der Teilbandcodiereinrichtung nach Fig. 1, der imstande ist, die erfindungsgemäße Stereo-Intensitätscodierung durchzuführen,
Fig. 11 einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels,
Fig. 12 einen Teil wieder eines anderen Ausführungsbeispiels und
Fig. 13 die Verwendung der Codiereinrichtung in einem Sender in Form einer Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen der quantisierten Teilbandsignale auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger.
Fig. 1 zeigt die Codiereinrichtung. Der Eingangsklemme 1 wird ein breitbandiges digitales Signal angeboten. Dabei läßt sich an ein Audio-Signal denken, das eine Bandbreite von etwa 20 kHz aufweist. Das Audio-Signal kann ein Stereo- Audio-Signal sein. In dem Fall wird weiterhin nur eines der zwei Signalteile (der linke oder der rechte Signalteil) des Stereo-Audio-Signal beschrieben. Für den anderen Signalteil geschieht dasselbe.
Dem Eingang 1 werden beispielsweise 16 Bits Abtastwerte beispielsweise des linken Signalteils des Audio-Signals mit einer Abtastfrequenz von 44 kHz angeboten. Das Audio-Signal wird einem Teilbandcoder 2 angeboten, der mit Signalspaltmitteln versehen ist. Der Teilbandcoder 2 verteilt das Audio-Signal mittels M Filter, und zwar eines Tiefpaßfilters LP, M-2 Bandpaßfilter BP und eines Hochpaßfilters HP über M Teilbänder. M ist beispielsweise gleich 32. Die M Teilbandsignale werden in den durch 9 bezeichneten Blöcken in der Abtastfrequenz verringert. Darin wird die Abtastfrequenz um einen Faktor M verringert. Die auf diese Weise erhaltenen Signale werden an den Ausgängen 3.1, 3.2, ... 3.M angeboten. An dem Ausgang 3.1 wird das Signal in dem niedrigsten Teilband SB&sub1; angeboten. An dem Ausgang 3.2 wird das Signal in dem zweitniedrigsten Teilband SB&sub2; angeboten. AN dem Ausgang 3.M wird das Signal in dem höchsten Teilband SBM angeboten. Die Signale an den Ausgängen 3.1 bis einschließlich 3.M sind in Form aufeinanderfolgender Abtastwerte, die in 16 oder mehr, beispielsweise 24 Bits Zahlen ausgedrückt sind. An den Ausgängen 3.1 bis einschließlich 3.M in Fig. 1 erscheinen also Abtastwerte des linken Teilbandsignalteils. Diese Abtastwerte werden durch l[k] bezeichnet. Die Teilbandcodiereinrichtung für den rechten Signalteil des Audio-Signale liefert auf dieselbe Art und Weise Abtastwerte r[k] des rechten Signalteils in den Teilbändern SB&sub1; bis einschließlich SBM. Dies ist in Fig. 1a angegeben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Teilbänder SB&sub1; bis einschließlich SBM alle dieselbe Breite. Notwendig ist dies aber nicht. In der bekannten Veröffentlichung (5), Krasner, ist beispielsweise eine Aufteilung in eine Anzahl Teilbänder gegeben, deren Bandbreiten annähernd denen der kritischen Bänder des menschlichen Ohrs in den betreffenden Frequenzgebieten entsprechen.
Die Wirkungsweise des Teilbandcoders 2 wird nicht näher beschrieben, da diese bereits früher eingehend beschrieben worden ist. Dazu sei auf die bekannten Dokumente (1), (5) und (7) verwiesen.
Die Teilbandsignale werden in aufeinanderfolgenden Signalblöcken von q aufeinanderfolgenden Abtastwerten zusammengenommen, siehe Fig. 1a, und werden einem zugeordneten Quantisierer Ql bis einschließlich QM zugeführt. In einem Quantisierer Qm werden die Abtastwerte zu quantisierten Abtastwerten mit einer Anzahl Bits nm die kleiner ist als 16 quantisiert.
Fig. 1 zeigt, wie die linken Teilbandsignale in Signalblöcken von q aufeinanderfolgenden Abtastwerten, d.h. den Abtastwerten l[1] bis einschließlich l[q] einem zugeordneten Quantisierer Qm zugeführt werden. Auf gleiche Weise werden die rechten Teilbandsignale in Signalbiöcken von q aufeinanderfolgenden Abtastwerten, d.h. den Abtastwerten r[1] bis einschließlich r[q] einem zugeordneten (nicht dargestellten) Quantisierer zugeführt. q ist beispielsweise gleich 12.
Beim Quantisieren werden jeweils die Signalblöcke (Gruppen von q aufeinanderfolgenden Abtastwerten der Teilbandsignalteile zu einer kleineren Anzahl Bits quantisiert. Dabei werden die q Abtastwerte in einem Signalblock zunächst normiert. Diese Normierung erfolgt dadurch, daß die Amplituden der q Abtastwerte durch die Amplitude des Abtastwertes mit dem größten Absolutwert in dem Signalblock geteilt wird. Die Amplitude des Abtastwertes mit der größten Amplitude in dem Signalblock des Teilbandes SBM liefert den Skalenfaktor SFM, siehe das Dokument (2a), (2b). Daraufhin werden die Amplituden der normierten Abtastwerte, die nun in einem Amplitudenbereich von -1 bis +1 liegen, quantisiert.
In dem bekannten Dokument (2b) ist diese Quantisierung eingehend beschrieben, siehe die Fig. 24, 25 und 26 und die zugehörende Beschreibung in diesem Dokument.
Die quantisierten Abtastwerte in den Teilbändern SB&sub1; bis einschließlich SBM werden danach an den betreffenden Ausgängen 4.1 bis einschließlich 4.M angeboten.
Die Ausgänge 3.1 bis einschließlich 3.M sind weiterhin mit Eingängen 5.1 bis einschließlich 5.M von Bitbedarfsbestimmungsmitteln 6 verbunden. Die Bitbedarfsbestimmungsmittel 6 bestimmen für in der Zeit gesehen entsprechende Signalblöcke von q Abtastwerten der linken und der rechten Teilbandsignalteile in den teilbändern SB&sub1; bis einschließlich SBM den Bitbedarf bml und bmr. Der Bitbedarf bml und bmr sind Zahlen, die sich auf die Anzahl Bits beziehen, mit denen die q Abtastwerte in einem Signalblock von q Abtastwerten des linken und des rechten Teilbandsignalteils in einem Teilbandsignal des Teilbandes m quantisiert werden müßten.
Der Bitbedarf b1l bis einschließlich bMl und b1r bis einschließlich bMr, durch die Bitbedarfsbestimmungsmittel 6 hergeleitet, werden Bitverteilungsmitteln 7 zugeführt. Die Bitverteilungsmittel 7 bestimmen ausgehend von dem Bitbedarf die reelle Anzalil Bits n1l bis einschließlich nMl und n1r bis einschließlich nmr, mit denen die q Abtastwerte der entsprechenden Signalblöcke der linken und rechten Teilbandsignalteile in den Teilbandsignalen SB&sub1; bis einschließlich SBM quantisiert werden. Steuersignale entsprechend den Zahlen n1l bis einschließlich nMl werden über die Leitungen 8.1 bis einschließlich 8.M den jewelligen Quantisierern Q&sub1; bis einschließlich QM zugeführt, so daß die Quantisierer die Abtastwerte mit der richtigen Anzhl Bits quantisieren können. Auf gleiche Weise werden Steuersignale entsprechend den Zahlen nlr bis einschließlich nMr zugehörenden (nicht dargestellten) Quantisierern für die rechten Teilbandsignalteile zugeführt, so daß aus diese Quantisierer die Abtastwerte der rechten Teilbandsignalteile mit der richtigen Anzahl Bits quantisieren können.
In den Dokumenten (9a) und (9b) des Bezugsmaterials ist eingehend beschrieben, wie die Bitbedarfsbestimmungsmittel 6 und die Bitverteilungsmittel 7 funktionieren können.
Nun ist in der Veröffenffichung (2b) des bezugsmaterials beschrieben, wie in einer Stereo-Intensitätsmode für ein oder für mehrere Teilbänder die linken und die rechten Teilbandsignalteile in einem Teilband zusammengenommen werden, siehe insbesondere die Beschreibung bei Fig. 15c in der Veröffentlichung (2b).
In Fig. 2a ist angegeben, wie deijenige Teil der Codiereinrichtung in der Veröffentlichung (2b) aussieht, der eine Stereo-Intensitätscodierung an den linken und rechten Teilbandsignalteilen in einem Teilband SBM durchführt. Der Eingangsklemme 10 werden jeweils Signalblöcke von q Abtastwerten des ersten Teilbandsignalteils, d.h. des linken Teilbandsignalteils, in dem Teilband SBM zugeführt. Der Eingangsklemme 11 werden jeweils Signalblöcke von q Abtastwerten des zweiten Teilbandsignalteils, d.h. des rechten Teilbandsignalteils, in dem Teilband SBM zugeführt. Der linke Teilbandsignalteil, durch 1 bezeichnet, wird einer Einheit 12 sowie einem Teiler 14 zugeführt. In der Einheit 12 wird für jeden Signalblock in dem linken Teilbandsignalteil jeweils ein Skalenfaktor SFl bestimmt. Dieser Skalenfaktor ist beispielsweise gleich der Amplitude des größten Abtastwertes in dem Signalblock. In dem Teiler 14 werden alle Abtastwerte in einem Signalblock durch den Skalenfaktor SFl geteilt. An dem Ausgang des Teilers 14 erscheinen dann normierte Abtastwerte, durch l[k] bezeichnet, wobei k von 1 bis einschließlich q geht. Die Abtastwerte l[k] werden einem ersten Eingang einer als Addierer ausgebildeten Signalkombiniereinheit 16 zugeführt. Der durch r bezeichnete rechte Teilbandsignalteil wird einer Einheit 13 sowie einem Teiler 15 zugeführt. In der Einheit 13 wird für jeden Signalblock in dem rechten Teilbandsignalteil ein Skalenfaktor SFr bestimmt, der in diesem Fall ebenfalls der Amplitude des größten Abtastwertes in dem Signalblock entspricht. In dem Teiler 15 werden alle Abtastwerte in dem Signalblock durch den Skalenfaktor SFr geteilt. An dem Ausgang des Teilers 15 erscheinen dann normierte Abtastwerte r[k], die einem zweiten Eingang der Signalkombiniereinheit 16 zugeführt werden. k geht auch hier von 1 bis einschließlich q. In einem zusätzlichen Teiler 17 werden die summierten Abtastwerte l[k]+r[k] halbiert. Die auf diese Weise erhaltenen Abtastwerte werden dem Quantisierer 18 zugeführt.
Die Bitbedarfsbestimmungsmittel 6 und die Bitverteilungsmittel 7 bestimmen auf die Art und Weise, wie diese beispielsweise in den Dokumenten (9a) und (9b) beschrieben ist, die Anzahl Bits nmc, mit der die Abtastwerte in dem Signalblock des zusammengesetzten Teilbandsignals in dem teilband SBm dargestellt werden müssen. Der in dem Quantisierer 18 quantisierte Signalblock des zusammengesetzten Teilbandsignals wird daraufhin dem Eingang 20 des Übertragungsmediums 23 angeboten. Auf gleiche Weise werden die Skalenfaktoren SFl und SFr, die den entsprechenden Signalblöcken des linken und rechten Teilbandsignalteils zugehören, nach Quantisierung in den Quantisierern 36 bzw. 37 Eingängen 19 bzw. 22 des Übertragungsmediums 23 angeboten. Weiterhin wird die Zuordnungsinformation nmc, welche die Anzahl Bits angibt, mit der die Abtastwerte in dem Signalblock des quantisierten zusammengesetzten Teilbandsignals dargestellt sind, nach Quantisierung in dem Quantisierer 35 dem Eingang 21 des Übertragungsmediums 23 zugeführt. Das obenstehend beschriebene Verfahren wird jeweils wiederholt für nachfolgende entsprechende Signalblöcke in dem linken und rechten Signalteil des Teilbandes SBm.
Das Übertragungsmedium 23 kann in Form einer drahdosen Übertragung sein, wie beispielsweise bei einem Funkübertragungskanal. Ander Übertrtgungsmedien sind jedoch durchaus möglich. Dabei läßt sich denken optische Übertragung, beispielsweise über optische Fasern oder optische Aufzeichnungsträger, wie Compact-Disc-artige Medien, oder eine Übertragung durch magnetische Aufzeichnungsträger, wobei beispielsweise RDAT- oder SDAT-artige Aufnahme- und Wiedergabetechniken angewandt werden, wie dies beispielsweise in dem Dokument (8) in dem Bezugsmaterial beschrieben ist.
Empfängerseitig im Übertragungsmedium 23, siehe Fig. 2b, wird unter dem Einfluß der Zuordnungsinformation nmc, die über den Eingang 25 einem Entquantisierer 29 angeboten wird, aus dem Datenstrom der quantisierten Abtastwerte, die über den Eingang 26 ebenfalls dem Entquantisierer 29 angeboten werden, der Signalblock der q Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals in dem Teilband SBm hergeleitet. Dieses Verfahren ist in dem Dokument (2b) in dem bezugsmaterial eingehend beschrieben. Die auf diese Weise erhaltenen Abtastwerte werden danach Multiplizierern 30 und 31 angeboten. Ebenfalls wird aus dem Datenstrom, der über das Übertragungsmedium 23 dem Empfänger zugeführt wird, die Skalenfaktorinformation hergeleitet. Die Information enthält die Skalenfaktoren SFl und SFr, die über die Eingänge 27 und 28 ebenfalls den Multiplizierern 30 bzw. 31 zugeführt werden. In den Multiplizierern 30 und 31 werden die Abtastwerte in dem Signalblock des zusammengesetzten Teilbandsignals mit SFl bzw. SFr multipliziert. An den Ausgängen 32 und 33 erscheinen dann wieder linke bzw. rechte Teilbandsignalteile in dem Teilband SBm.
Die Folgen der sendeseitigen Stereo-Intensitätscodierung und der zugeordneten empfangsseitigen Decodierung wird anhand der Fig. 3 näher erläutert.
Die zusammengehörenden Abtastwerte l[k] und r[k] in den entsprechenden Signalblöcken der linken und rechten Teilbandsignalteile können als Punkte in einer Ebene aufgetragen werden, die durch ein fiktives Achsenkreuz gebildet wird, wobei auf der einen Achse des Achsenkreuzes die Amplitude l[k] und auf der anderen Achse die Amplitude r[k] aufgetragen ist. Fig. 3 zeigt dieses Achsenkreuz. Durch P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; und P&sub4; sind vier Punkte angegeben, die den ersten vier zusammengehörenden Abtastwerten (l[1],r[1]), (l[2],r[2]), (l[3],r[3]) und (l[4],r[4]) in einem entsprechenden Signalblock in den linken und rechten Signalteilen des teilbandes SBM entsprechen. Zusammengehörende Abtastwerte werden in dem Addierer 16 zu zusammengesetzten Abtastwerten l[k]+r[k] addiert, in dem teiler 17 halbiert und nach Quantisierung in dem Quantisierer 18 über das Übertragungsmedium 23 übertragen. Empfängerseitig werden nach Entquantisierung die zusammengesetzten Abtastwerte den beiden Multiplizierern 30 und 31 angeboten. Die zusammengehörenden Abtastwerte, die den Multiplizieren 30 und 31 angeboten werden, können auch als Punkte in der Ebene nach Fig. 3 aufgetragen werden, wobei die Amplitude des Abtastwertes, der dem Multiplizierer 30 angeboten wird, auf der l-Achse aufgetragen wird, und die Amplitude des Abtastwertes, der dem Multiplizierer 31 angeboten wird, auf der r-Achse aufgetragen wird. Dies führt zu den Punkten P&sub1;', P&sub2;', P&sub3;' und P&sub4;'. Die Koordinaten dieser Punkte sind ((l[k]+ r[k])/2,(-l[k]+r[k])/2), wobei k von 1 bis einschließlich q geht. All diese Punkte liegen also auf der gezogenen Linie I-I, die in einem Winkel β gleich 45º durch den Ursprung des Achsenkreuzes geht. Fig. 3 zeigt, daß die Codierung eines Abtastwertpaares l[k],r[k] zu einem Abtastwert in dem zusammengesetzten Teilbandsignal und die nachfolgende Decodierung dieses Abtastwertes zu einer Projektion des Punktes (l[k],r[k]) auf der gezogenen Linie I-I in Fig. 3 führt.
Für die Abtastwertepaare, die den Punkten P&sub1; und P&sub2; entsprechen, bereitet die Codierung und die nachfolgende Decodierung keine Probleme. Dies wegen der Tatsache, daß die Amplitude der zusammengesetzten Abtastung eine relativ große Amplitude gegenüber einem bestimmten Rauschpegel aufweist. Die Abtastwertepaare, die den Punkten P&sub3; und P&sub4; entsprechen, sind aus Abtastwerten l[k] und r[k] erhalten worden, die ebenfalls gegenüber dem Rauschpegel eine relativ große Amplitude haben. Aus Fig. 3 geht aber hervor, daß die Projektionen dieser Punkte auf der gezogenen Linie zu zusammengesetzten Abtastwerten mit einer relativ geringen Amplitude führen. Diese Amplitude kann so klein sein, daß sie in die Größenordnung des Rauschpegels gelangt. Die Multiplikation dieses zusammengesetzen Abtastwertes in den Multiplizierern 30 und 31 ergibt konstruierte Abtastwerte lr[k] und rr[k], die einen schlechten Rauschabstand aufweisen und folglich nicht zuverlässig sind.
Daraus läßt sich also folgern, daß es Situationen gibt, in denen eine gute Übertragung stattfindet, und daß es Situationen gibt, in denen die Übertragung nicht einwandfrei ist. Eine gute Übertragung erfolgt, wenn die zusammengehörenden Abtastwerte zweier entsprechender Signalblöcke in dem linken und dem rechten Teilbandsignalteil zu q Punkten Pk führen, die in einer Punktewolke liegen, die durch die gezogene Linie I-I durchschnitten wird. Eine derartige Situation ist in Fig. 4a dargestellt. Projektionen auf der Linie führen zu zusammengesetzten Abtastwerten mit einer Amplitude, die in den meisten Fällen von derselben Größenordnung ist wie die Amplitude der ursprünglichen Abtastwerte. Fig. 4c zeigt eine Situation, in der die Codierung und die nachfolgende Decodierung zu einer schlechten Übertragung führt, wobei viel Rauschanteile eingeführt werden. Die Punktewolke der q Punkte Pk= (l[k],r[k]) fällt nun nicht mit der Linie I-I zusammen, steht dagegen mehr oder weniger senkrecht auf dieser Linie. Die Folge ist, daß Projektionen auf der Linie I-I zu zusammengesetzten Abtastwerten führen mit Amplituden, die in den meisten Fällen gegenüber den Amplituden der ursprünglichen Abtastwerten sehr klein sind.
Mehr allgemein läßt sich daraus folgern, daß sobald die Punktewolke nicht optimal von der Linie I-I durchschnitten wird, die Codierung, wie diese oben beschrieben ist, nicht zu einer einwandfreien Übertragung führt.
Zum Erhalten einer einwandfreien Übertragung, auch in denjenigen Situationen, in denen die Punktewolke nicht von der Linie I-I durchschnitten wird, wird nun nach der Erfindung eine derartige Codierung vorgeschlagen, daß je nach der Lage der Punktewolke eine Projektion auf einer Linie durchgeführt wird, welche diese Wolke optimal durchschneidet. Dies ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Fig. 4a zeigt die Situation, in der die Punktewolke aus q Punkten von der Linie I-I genau durchschnitten wird. Der Winkel β&sub1; entspricht also genau 45º. Fig. 4b zeigt eine Situation, in der die Punktewolke aus q Punkten von der Linie I'-I' durchschnitten wird, die mit der l-Achse einen Winkel β&sub2; einschließt, der kleiner ist als 45º. Fig. 4c zeigt eine Punktewolke aus q Punkten, die von der Linie I"-I" am besten durchschnitten wird. Der Winkel β&sub3; beträgt etwa 135º.
Projektion auf den Linien I-I, I'-I' und I"-I" bedeutet im wesentlichen, daß eine Rotationstransformation an den q Punkten (l[k],r[k]) durchgeführt wird, derart, daß die l-Achse mit der betreffenden Linie I-I, I'-I' oder I"-I" zusammenfällt. Die Punkte (l[k],r[k]) in der l-r-Ebene nach Fig. 3 und 4 werden durch die Transformation zu Punkten in einer I-E-Ebene transformiert, wie diese in Fig. 5 dargestellt ist, und zwar gemäß der nachfolgenden Formel:
Für α gilt -π/2 < α ≤ π/2.
Fig. 5 zeigt die Punktewolke aus einer der Fig. 4a, 4b und 4c nach Transformation zu dem I-E-Achsenkreuz gemäß der obenstehenden Rotationstransformation. Die l-Achse fällt dabei nach Rotation mit der l-Achse zusammen und die r- Achse fällt nach Rotation mit der E-Achse zusammen. Die Transformation der Punktewolke in Fig. 4a zu der Punktewolke in Fig. 5 bedeutet eine Rotation über einen Winkel α, der dem Wert -β&sub1; entspricht. Die Transformation der Punktewolke der Fig. 4c zu Fig. 5 bedeutet eine Rotation über einen Winkel α, der dem Wert -β&sub3; entspricht.
Durch die Rotation wird die sendeseitige Codierung, die nach dem bekannten Verfahren auf Projektion der Punkte (l[k],r[k]) auf der Linie I-I in dem l-r- Achsenkreuz basierte, siehe Fig. 3, nun zu einer Codierung in Form einer Projektion von Punkten (l[k],E[k]) auf der I-Achse in dem I-E-Achsenkreuz nach Fig. 5 transformiert. Nach der Erfindung werden nun nur die Projektionen der Punkte (l[k],E[k]) auf der I-Achse über das Übertragungsmedium übertragen. Das bedeutet, daß q Abtastwerte I[k] in einem Signalblock des zusammengesetzten Teilbandsignals übertragen werden. Die I-Achse in Fig. 5 ist im wesentlichen die Intensitätsachse und die E-Achse ist daher die Fehlerachse. Der Winkel a wird dabei derart gewählt, daß Folgendes:
minimal ist.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die entsprechenden Signalblöcke der ersten und zweiten Teilbandsignalteile in einem Teilband in der Intensitätsmode codiert, wenn die Werte E[k], die nach Rotation erhalten worden sind, klein genug sind. Dies bedeutet im wesentlichen, daß der Fehler in der Intensitätscodierung kleiner sein muß als ein bestimmter Wert. Ist der Fehler zu groß, dann werden die Signalbiöcke nicht in der Intensitätsmode codiert, sondern es wird die normale Codierung an den entsprechenden Signalblöcken in den Teilbandsignalteilen eines Teilbandes einzeln durchgeführt, wie diese in den Dokumenten (9a) und (9b) beschrieben ist. Eine andere Möglichkeit ist, daß man in dem Fall E[k] sowie I[k] überträgt. Etwaige Entscheidungskriterien zum Ein- oder Abschalten der Stereo- Intensitätsmode werden nachher beschrieben.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung, die imstande ist, die Teilbandsignalteile in einem Teilband in der Intensitätsmode zu codieren. Den Eingängen 10 und 11 werden die Abtastwerte l[k] bzw. r[k] entsprechender Signalbiöcke in den Teilbandsignalteilen angeboten. Die Abtastwerte l[k] und r[k] brauchen nicht vorher durch die Skalenfaktoren SFl bzw. SFr geteilt zu sein, wie dies bei der Einrichtung nach Fig. 2 der Fall war. Die Abtastwerte l[k] werden einer Einheit 40 sowie einem Muitiplizierer 41 angeboten. Die Abtastwerte r[k] werden ebenfalls der Einheit 40 und einem Multiplizierer 42 angeboten.
Die Einheit 40 bestimmt, ausgehend von dem nachher zu beschreibenden Kriterium, ob das betreffende Teilband in der Intensitätsmode codiert werden kann. Ist das der Fall, so leitet die Einheit 40 daraufhin aus den Abtastwerten 1[1] bis einschließlich l[q] und r[1] bis einschließlich r[q] aus den entsprechenden Signalblöcken, auf die oben beschriebene Art und Weise, den Winkel α her. Im wesendichen bestimmt die Einheit 40 den Winkel α der Linien I-I, I'-I' und I"-I" in Fig. 4. α ist daraufhin, innerhalb einer bestimmten Quantisiergenauigkeit, gleich -β. Dies bedeutet für die Linien, die in dem ersten und dem dritten Quadranten des l-r-Achsenkreuzes nach Fig. 4 liegen, wie die Linien I-I und I'-I' in Fig. 4a und 4b, daß α einen negativen Wert hat. Für Linien, die in dem zweiten und vierten Quadranten liegen, wie die Linie I"-I" in Fig. 4c, gilt dann, daß α positiv ist, und zwar gleich dem Wert π-β&sub3; in dem beispiel nach Fig. 4c.
Die Einheit 40 gibt den Wert für α an einem Ausgang zum Zuführen des Wertes α zu den Multiplizierern 41 und 42. In dem Multiplizierer 41 werden die Abtastwerte l[k] bis einschließlich l[q] mit cos α multipliziert und in dem Multiplizierer 42 werden die Abtastwerte r[1] bis einschließlich r(q] mit -sin α multipliziert. Ausgänge der Multiplizierer 41 und 42 sind mit zugeordneten Eingängen des Addierers 16 gekoppelt. Am Ausgang des Addierers 16 erscheinen dann die Abtastwerte I[k] des zusammengesetzten Signals, für das gilt:
I[k]=l[k]cosα-r[k]sinα
Die Abtastwerte werden einer Skalenfaktorbestimmungseinheit 44 und einem Teiler 43 zugeführt. In der Bestimmungseinheit 44 wird die Amplitude des größten Abtastwertes in dem Signalblock der q Abtastwerte I[k] bis einschließlich I[q] bestimmt. Diese Amplitude wird der Skalenfaktor SFlr. In dem Teiler 43 werden die Abtastwerte durch diesen Skalenfaktor geteilt. Auf die Art und weise, wie bereits anhand der Fig. 2 beschrieben wurde, werden die Abtastwerte daraufhin in dem Quantisierer 18 quantisiert und die quantisierten Abtastwerte werden daraufhin über den Eingang 20 dem Übertragungsmedium angeboten. Der Ausgang der Einheit 40 ist außerdem mit dem ersten Eingang der Multiplizierer 45 und 46 gekoppelt. Einem zweiten Eingang der Multiplizierer 45 und 46 wird der Skalenfaktor SFlr zugeführt. Die Multiplizierer 45 und 46 multiplizieren den Skalenfaktor SFlr mit cos α bzw. -sin α. An den Ausgängen der Multiplizierer 45 und 46 erscheinen dann die Skalenfaktoren SFl bzw. SFr. Auf übliche Weise, wie bereits bei Fig. 2 erläutert wurde, werden die Skalenfaktoren in den Quantisierem 36 und 37 quantisiert und über die Eingänge 19 und 22 dem Übertragungsmedium angeboten. Die Empfangsseite in Fig. 6b kann im wesentlichen der in Fig. 2b entsprechen und bedarf folglich keiner weiteren Erläuterung.
Statt der Übertragung von SFl und SFr könnte man auch den Skalenfaktor SFK und den Winkel α übertragen. Auf der Empfangsseite, die in dem Fall anders aussieht als in Fig. 6b, könnten dann die Skalenfaktoren SFl und SFr aus SFlr und α rekonstruiert werden. Dies ist in Fig. 6c schematisch dargestellt. Stattdessen könnte man empfängerseitig die zusammengesetzten Abtastwerte zunachst mit SFlr multiplizieren und die auf diese Weise erhaltenen Abtastwerte mit cos α multiplizieren, dies zum Erhalten des linken Signalteils, und mit -sin α zum Erhalten des rechten Signalteils. Dies ist in Fig. 6d schematisch dargestellt.
Untenstehend wird erläutert, daß die Multiplizierer 45 und 46 die Skalenfaktoren SFl und SFr liefern, die zu den ursprünglichen Teilbandsignalteilen gehören.
Über das Übertragungsmedium werden normierte Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignale übertragen, die der nachstehenden Formel entsprechen:
i[k]=I[k]/SFlr=l[k]cosα/SFlr-r[k]sinα/SFlr
Die sendeseitige Codierung basiert auf der Matrixmultiplikation, wie obenstehend angegeben. Empfangsseitig muß dann die inverse Matrixmultiplikation durchgeführt werden, und zwar gemäß der nachfolgenden Formel:
Dies bedeutet für die Abtastwerte l'[k] an dem Ausgang 32
l'[k]=I[k].cosα
r'[k]=-I[k].sinα
Nun ist nach der Schaltungsanordnung in Fig. 6 außerdem
l'[k]=i[k].SFl=I[k].SFl/SFlr
r'[k]=i[k].SFr=I[k].SFr/SFlr
Dies bedeutet, daß gelten muß: SFl=SFlr.cosα und SFr = SFlr.(-sinα). Die Multiplizierer 45 und 46 liefern auf diese Weise tatsächlich die Werte für SFl bzw. SFr.
In Fig. 7 ist das Verhalten angegeben von cos α und sin α in dem Gebiet zwischen -π/2 und π/2, und damit das Verhalten des Vorzeichens von SFl und SFr. SFlr ist immer eine positive Zahl. Dies bedeutet, daß SFr einen negativen Wert hat, wenn α zwischen 0 und π/2 liegt. Dies gilt also in denjenigen Fällen, in denen die Punktewolke von Punkten (l[k],r[k]) in dem zweiten und vierten Quadranten des Achsenkreuzes in Fig. 4c liegt. Die Folge ist, daß wenigstens ein Vorzeichenbit für einen der Skalenfaktoren übertragen werden muß. Dies soll dann beim Format, in dem der ganze Datenstrom über das Übertragungsmedium übertragen wird, berücksichtigt werden. In dem Dokument (2b) in dem Bezugsmaterial ist ein derartiges Format beschrieben. Darin werden die Skalenfaktoren jedoch als positive Werte codiert und übertragen. Zur Anwendung der Intensitätscodierung, wie oben beschrieben, würde dies bedeuten, daß ein zusätzliches Bit für beispielsweise den Skalenfaktor SFr in dem Datenstrom reserviert werden muß, das das Vorzeichen des Skalenfaktors angibt.
Nachstehend wird erläutert, wie bestimmt wird, ob ein Teilband in der Intensitätsmode codiert werden kann oder nicht. Aufgrund psychoakustischer Erwägungen kann die Intensitätsmode nur für Frequenzen über etwa 1500 Hz angewandt werden. Für jedes Teilband in diesem Frequenzbereich und für jeden Signalblock von q Abtastwerten in dem linken und rechten Teilbandsignalteil muß entschieden werden, ob dieses teilband in der Intensitätsmode codiert wird oder nicht. Es werden zwei Kriterien beschrieben.
Das erste Kriterium geht von einem E[k] aus, der gegenüber der Signalenergie in dem betreffenden Teilband klein ist. In diesem Fall wird ein teilband in der Intensitätsmode codiert, wenn
wobei D ein beliebiger Schwellenwert ist. Bei einem Vergleich dieses Kriteriums mit den Situationen, wie diese in der Fig. 4 dargestellt sind, stellt es sich heraus, daß diese in allen Fällen diesem Kriterium entsprechen, daß die Punktewolke von Punkten l[k],r[k] zigarrenförmig ist. Dadurch sind nach der Rotationstransformation die Größen E[k] klein. In diesen Fällen wird eine Intensitätscodierung erlaubt sein. Sollte die Punktewolke jedoch mehr kreisförmig sein, so ist eine Intensitätscodierung nicht erlaubt.
In einem zweiten Kriterium kann man von Maskierung ausgehen. Es läßt sich herleiten, daß die Leistung des Fehlers, der durch Fortlassung der Abtastwerte E[k] auftritt, für den linken Kanal durch die folgende Formel gegeben ist:
und für den rechten Kanal durch die Formel:
Fortlassen ist erlaubt, wenn der Fehler in den beiden Kanälen maskiert wird.
Für eine weitere Beschreibung der Wirkung der Maskierung sei auf die Dokumente (1), (3), (4), (9a) und (9b) verwiesen.
Wie obenstehend erwähnt, bedeutet das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß mindestens ein Vorzeichenbit für einen Skalenfaktor über das Übertragungsmedium übertragen werden muß.
Das Ausführungsbeispiel, das untenstehend beschrieben wird, erübrigt die Übertragung des Vorzeichenbits, während dennoch eine bessere Übertragung verwirklichbar ist als mit der bekannten Einrichtung nach Fig. 2. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird von der Einrichtung nach Fig. 6 ausgegangen, wobei eine Anpassung in der Einheit 40 durchgefühit worden ist. In Fig. 9 ist derjenige Teil der Einrichtung nach Fig. 6a dargestellt, der sich zwischen den Eingängen 10 und 11 und dem Addierer 16 befindet. Die Einheit 40 ist in Fig. 9 weiter ausgearbeitet dargestellt und ist durch das Bezugszeichen 40' bezeichnet. Die Einheit 40' enthält einen Block 50, der auf die oben beschriebene Art und Weise den Winkel β der Projektionslinien I-I, I'- I' und I"-I" in den Figuren 4a,4b und 4c bestimmt. In einer Vergleichseinheit 51 wird in dem Detektor 52 festgestellt, ob β zwischen 0º und 90º liegt. Sollte das der Fall sein, so liefert der Detektor 52 dem Steuersignalgenerator 55 ein Detektionssignal. In einem Detektor 53 in der Vergleichseinheit 51 wird festgestellt, ob β zwischen 90º und 135º liegt. Sollte das der Fall sein, so liefert der Detektor 53 dem generator 55 ein Detektionssignal. In dem detektor 54 wird festgestellt, ob β zwischen -45º und 0º liegt. Sollte das der Fall sein, so liefert der Detektor 54 dem generator 55 ein Detektionssignal. Je nach dem Detektionssignal, das dem Generator 55 vom Detektor 52, 53 oder 54 angeboten wird, erzeugt der Generator 55 ein erstes, ein zweites bzw. ein drittes Steuersignal, das einem Steuersignaleingang eines steuerbaren Schalters 56 angeboten wird.
Unter dem Einfluß des ersten Steuersignals verbindet der Schalter 56 die Klemmen a und d miteinander. Dies bedeutet, daß an dem Ausgang der Einheit 40' ein Wert α erscheint, der dem Wert -β entspricht, siehe den Block 57 in der Einheit 40', in dem α als dem Wert -β entsprechend gewählt worden ist. Das erste Steuersignal kennzeichnet im wesentlichen die Situation, in der die Punktewolke von Punkten l[k],r[k] sich im wesentlichen in dem ersten und in dem dritten Quadranten des l-r- Achsenkreuzes befindet. Dies ist in Fig. 8 durch die Formel α=-β in dem ersten Quadranten dargestellt. Im wesentlichen erfolgt in dieser Situation die Codierung wie dies bei der Einrichtung nach Fig.6 beschrieben ist.
Unter dem Einfluß des zweiten Steuersignais verbindet der Schalter 56 die Klemmen c und d miteinander. Wegen des Vorhandenseins des Blocks 58 in der Einheit 40', der in diesem Fall mit dem Ausgang der Einheit 40' gekoppelt ist, erscheint an diesem Ausgang ein Wert für α, der dem Wert 90º entspricht. Das zweite Steuersignal kennzeichnet eine Situation, in der die Punktewolke von Punkten l[k],r[k] sich hauptsächlich in den durch die Buchstaben A bezeichneten Teilen der Fläche in Fig. 8 befindet. Dadurch, daß α in diesem Fall entsprechend -90º gewählt wird, bedeutet dies, daß eine Codierung an diesen Punkten in Form einer Projektion auf der r-Achse durchgeführt wird, und daß nur diese Projektionen als die Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignal über das Übertragungsmedium übertragen werden. Dies geht unmittelbar aus Fig. 9 dadurch hervor, daß nach der Multiplikation in den Multiplizierem 41 und 42 und Addierung in dem Addierer 16 Abtastwerte I[k] an dem Ausgang des Addierers erscheinen, für die gilt:
I[k]=r[k].
Eine andere Beschreibung von demjenigen, was hier geschieht, wobei diese Beschreibung der bei Fig. 4 und 5 mehr ähnlich ist, ist daß hier die Punktewolke über 90º gedreht wird und daß danach Projektionen auf der l-Achse durchgeführt werden. Diese Projektionen werden danach übertragen.
Weiterhin dürfte aus Fig. 8 hervorgehen, daß diese Codierung eine bessere Übertragung ergibt als die, welche bei der Einrichtung nach Fig. 2 beschrieben wurde. Die Projektion auf der r-Achse nach Fig. 8 ergibt nämlich eine bessere Annährung der ursprünglichen Abtastwerte als die Projektion auf der Linie I-I in Fig. 3. Unter dem Einfluß des dritten Steuersignais verbindet der Schalter 56 die Klemmen b und d miteinander. Wegen des vorhandenen Blocks 59 in der Einheit 40', die in diesem fall mit dem Ausgang der Einheit 40' gekoppelt ist, erscheint an diesem Ausgang ein Wert für α, der dem Wert 0º entspricht. Das dritte Steuersignal kennzeichnet eine Situation, in der die Punktewolke von Punkten l[k],r[k] sich im wesentlichen in den durch die Buchstaben B bezeichneten Teilen der Fläche in Fig. 8 befindet. Dadurch, daß α in diesem Fall als gleich 0º gewählt wird, bedeutet dies, daß eine Codierung an den Punkten in Form einer Projektion auf der l-Achse durchgeführt wird, und daß nur diese Projektionen als Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals über das Übertragungsmedium übertragen werden. Dies geht sofort aus Fig. 9 dadurch hervor, daß nach der Multiplikation in den Multiplizierern 41 und 42 und Addierung in dem Addierer 16 an dem Ausgang des Addierers 16 Abtastwerte l[k] erscheinen, für die gilt:
I[k]=l[k]
Weiterhin dürfte es aus Fig. 8 hervorgehen, daß diese Codierung eine bessere Übertragung liefert als die Codierung, wie diese bei der Einrichtung nach Fig. 2 beschrieben wurde. Die Projektion auf der l-Achse nach Fig. 8 liefert nämlich eine bessere Annäherung der ursprünglichen Abtastwerte als die Projektion auf der Linie I-I nach Fig. 3.
Werden Abtastwerte codiert auf die Art und Weise, wie dies in Fig. 8 uns 9 beschrieben worden ist, so bedeutet dies keine besonderen Anpassungen an der Emplängerseite. Der Empfänger kann also genauso aussehen wie der Empfänger in Fig. 6.
Untenstehend wird ein Art und Weise der Bestimmung der Skalenfaktoren SFl und SFr beschrieben, die bei den Einrichtungen nach der Erfindung, wie oben beschrieben, sowie bei den Einrichtungen nach dem Stand der Technik anwendbar ist, die im stande sind, eine Intensitätsmodecodierung an den linken und rechten Signalteilen eines Teilbandes anzuwenden. Dabei wird von der Anforderung ausgegangen, daß das rekonstruierte Signal empfängerseitig dieselbe Leistung haben muß, wie das ursprüng liche Signal. Dies bedeutet, daß die nachfolgende Gleichung gelten muß:
und folglich
Auf dieselbe Art und Weise läßt sich für SFr finden:
Fig. 10 zeigt diese Maßnahme angewandt bei der erfindungsgemäßen Einrichtung. Fig. 10 zeigt nur den relevanten Teil der Sendeeinrichtung nach Fig. 6a. In Fig. 6a wurden die Skalenfaktoren in den Einheiten 45 und 46 bestimmt. Diese Einheiten fallen in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 fort, und sind durch die Einheiten 65 und 66 ersetzt worden. Ein erster Eingang der Einheit 65 ist mit der Eingangsklemme 10 gekoppelt, über welche die Einheit 65 die Abtastwerte l[k] bis einschließlich l[q] in einem Signalblock zugeführt bekommt. Ein zweiter Eingang ist mit dem Ausgang des teilers 43 gekoppelt, so daß die Einheit 65 über diesen zweiten Eingang die zusammengesetzten Abtastwerte i[1) bis einschließlich i[q] zugeführt bekommt. Aus diesen Eingangssignalen kann die Einheit 65 den Skalenfaktor SFl errechnen, ausgehend von der obenstehenden Formel. Ein erster Eingang der Einheit 66 ist mit der Eingangsklemme 11 und ein zweiter Eingang ist mit dem Ausgang des Teilers 43 gekoppelt. Aus den Signalen, die über diese Eingänge zugeführt worden sind, errechnet die Einheit 66 den Skalenfaktor SFr.
Diese Korrektur wird in Fig. 11 wieder bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung angewandt, wie beispielsweise in Fig. 6 oder 10 angegeben ist. An dieser Steile sei aber erwähnt, daß diese Korrektur auch bei Einrichtungen nach dem Stand der Technik angewandt werden kann, die imstande sind, eine Intensitätsmodecodierung an den linken und rechten Signalteilen eines Teilbandes durchzuführen.
Ein weiterer zusätzlicher Punkt zur Aufmerksamkeit ist die Quantisierung der Skalenfaktoren in den Quantisierern 36 und 37. Durch Quantisierung in dem Quantisierer 36 kann es passieren daß der quantisierte Skalenfaktor SFl einen Wert hat, der eüiigermaßen von dem wirklichen Wert für den Skalenftdor abweicht. In Formel dargestellt gülte dann:
SF'l = (1+γ).SFl
wobei SF'l der Wert des quantisierten Skalenfaktors SFl ist.
Die Folge ist, daß die leistung des linken Teilbandsignals empfangsseitig um einen Faktor (1+γ)² geändert ist. Da dennoch die Anforderung erfüllt werden soll, daß die Leistung des linken Teilbandsignalteils sende- und empfangsseitig gleich ist, soll man die Abtastwerte i[k] sendeseitig zunächst durch (1+γ) teilen müssen. Der wesentliche Teil der Einrichtung, der imstande ist, den anderen Wert des quantisierten Skalenfäktors SFl zu korrigieren, ist in Fig. 11 dargestellt. In diesem Anwendungsbereich soll wenigstens ein Vorzeichenbit für einen der Skalenfaktoren bestimmt werden, wie bereits anhand der Fig. 6a beschrieben ist. Dieses Vorzeichenbit kann dann den zugeordneten Skalenfaktoren zugefügt werden, wonach Übertragung stattfmden kann. Der Ausgang des Quantisierers 36 ist mit dem Eingang eines Entquantisierers 70 gekoppelt, in dem der quantisierte Skalenfaktor SFl wieder entquantisiert wird. Der Entquantisierer liefert also den Wert SF'l des quantisierten Skalenfaktors SFl. Die Ausgänge des Entquantisierers 70 und der Einheit 36 sind mit Eingängen eines Teilers 71 gekoppelt, in dem die Teilung SF'l/SFl zum Erhalten des Wertes 1+γ durchgeführt wird. Dieser Wert wird einem teiler 72 zugeführt, der zwischen dem Teiler 43 und dem Quantisierer 18 vorgesehen ist. In dem Teiler 72 werden die Abtastwerte i[k] durch den Wert 1+γ geteilt. Auf diese Weise wird der Quantisierfehler ausgeglichen, der durch die Quantisierung des Skalenfaktors SFl entsteht. Durch diese Korrektur ist die leistung in dem linken Kanal nach wie vor konstant.
In dem rechten kanal ist nun ein Fehler entstanden in der Leistung, die in dB ausgedrückt, der maximalen Quantisiergröße (in dB) in den Skalenfaktoren entspricht. Man könnte selbstverständlich auf die oben angegebene Art und Weise den Quantisierfehler ausgleichen, der durch die Quantisierung des Skalenfaktors SFr entsteht. Dies würde jedoch wieder bedeuten, daß in dem übertragenen linken Teilband signalteil ein Fehler entsteht.
Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei der Quantisierfehler in SFl sowie der Quantisierfehler in SFr berücksichtigt wird. Dazu ist die Einrichtung nach Fig. 12 mit einem Entquantisierer 75, einem Teiler 76 und einem Teiler 77 versehen. In dem teiler 76 wird der Wert (1+δ) bestimmt, für den gilt:
(1+δ)=SF'r/SFr.
In dem Teiler 77 werden die Abtastwerte i[k] danach durch den Wert
[(1+γ)(1+δ)]
geteilt. In dem Fall hat man ein derartiges Kompromiß erreicht, daß in beiden Kanälen mindestens teilweise der Quantisierfehler in den Skalenfaktoren korrigiert wird.
Auch diese Maßnahme ist bei den bereits genannten Einrichtungen nach dem Stand der Technik anwendbar.
Eine weitere Möglichkeit wäre, für jeden Signalblock des linken Signalteils und den entsprechenden Signalblock des rechten Teilbandsignalteils festzustellen, welcher der beiden Signalblöcke der lauteste ist, und danach denjenigen Skalenfaktor zu korrigieren, gemäß dem verfahren nach Fig. 1, der dem lautesten Teilbandsignalteil zugeordnet ist.
Das bedeutet im allgemeinen, daß der Korrekturfaktor in der Einheit 77 eine Funktion der Werte (1+γ) und (1+δ) ist, wobei diese Funktion dann weiterhin durch den Wert für die Skalenfaktoren und/oder die Energien in den beiden Signalteilen bestimmt sein kann.
Eine allgemeinere Formel für den Korrekturfaktor könnte sein:
{(1+γ)L (l+δ)R} 1/(L+R) wobei L und R entweder für SFl und SFr stehen oder für die Energien in dem linken bzw. rechten Teilbandsignalteil. Es dürfte einleuchten, daß für L=R die Formel zu der oben genannten Formel für den Korrekturfaktor vereinfacht werden kann.
Fig. 13 zeigt die Anwendung des Teilbandcoders, wie oben beschrieben, in einem Sender, insbesondere einem Sender in Form einer Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen der quantisierten Teilbandsignale in einer oder mehreren Spuren auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger.
Der durch 130 bezeichnete Teil ist der oben beschriebene Teilbandeoder, der die quantisierten Teilbandsignale an den Ausgängen 4.1 bis einschließlich 4.M abgibt.
Für jedes teilband m, wobei der erste und der zweite Teilbandsignalteil einzeln verarbeitet werden, besteht der Ausgang 4.m also im wesentlichen aus zwei einzelnen Ausgängen, an denen die quantisierten Teilbandsignalteile angeboten werden. Auch hier ist es selbstverständlich möglich, daß die q quantisierten Abtastwerte zweier entsprechender Signalblöcke in dem ersten und dem zweiten Teilbandsignalteil des teilbandes m nacheinander über den Ausgang 4.m abgegeben werden.
Für dasjenige Teilband m, das in der Intensitätsmode verarbeitet wird, wird also an einem Ausgang 4.m das quantisierte zusammengesetzte Teilbandsignal abgegeben. Weiterhin werden für jedes Teilband zwei quantisierte Skalenfaktoren SF'l und SF'r an einem Ausgang des Teils 130 angeboten. Weiterhin wird für jedes Teilband Zuordnungsinformation an einem Ausgang des Teils 130 angeboten. Für ein Teilband m, wobei die ersten und die zweiten Teilbandsignalteile einzeln verarbeitet werden, wird also für jeden Teilbandsignalteil die Zuordnungsinformation erzeugt. Für ein Teilband m, das in der Intensitätsmode verarbeitet wird, wird also nur Zuordnungsinformation erzeugt für das quantisierte zusammengesetzte Teilbandsignal. Der durch 131 bezeichnete Teil setzt alle diese Signale um und nimmt sie in ein zweites digitales Signal auf, das an dem Ausgang 132 angeboten wird. Dieses zweite digitale Signal ist aus aufeinanderfolgenden Rahmen aufgebaut, deren Format in den Dokumenten (2a) und (2b) in dem Stand der Technik eingehend beschrieben ist. Auch der Aufbau des Blocks 131 ist in diesen Dokumenten angegeben.
Der durch 133 bezeichnete Teil mach das zweite digitale Signal dazu geeignet, auf einem Aufzeichnungstrager, beispielsweise einem magnetischen Aufzeichnungsträger, 134 aufgezeichnet zu werden. Die Einheit 133 enthält dazu einen 8- zu-10-Wandler. In einem derartigen Wandler werden Datenworte von 8 Bits in einem seriellen Informationsstrom zu Codeworten von 10 Bits umgewandelt. Weiterhin kann eine Verschachtelung (Interleaving) stattfinden. Dies alles bezweckt, empfangsseitig (bei Wiedergabe des Aufzeichnungsträgers) eine fehlerkorrektur der empfangenen Information zu ermöglichen.
Das Ausgangssignal des Blocks 133 wird Schreibmitteln 135 zugeführt, mit denen das Signal in einer oder mehreren Langsspuren auf dem Aufzeichnungsträger 134 aufgezeichnet wird. Die Schreibmittel 135 enthalten dazu einen oder mehrere Schreibköpfe 136.
Für eine weitere Erläuterung der Einrichtung nach Fig. 13 sei auf das bekannte Dokument (8) verwiesen, das nötigenfalls als in diese Anmeldung aufgenommen betrachtet wird.
An dieser Stelle sei weiterhin erwähnt, daß die erfindung sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern daß im Rahmen der Erfindung mehrere Ausführungsformen möglich sind, wie diese in den Ansprüchen definiert sind.

BEZUGSMATERIAL

(1) Europäische Patentanmeldung Nr.289.080 (PHN 12.108)
(2a) Niederländische Patentanmeldung Nr.89.01.401 (PHN 12.967)
(2b) Niederländische Patentanmeldung Nr.90.00.338 (PHN 13.241)
(3) EBU Techn. Review Nr.230, Aug.1988 G. Theile et al "Low bit rate coding of high-quality audio signais. An introduction to die MASCAM system".
(4) Philips Journal of Research 44, 329-343, 1989 R.N.J. Veldhuis et al "Subband coding of digital audio signals".
(5) IEEE ICASSP 80, Vol 1, 327-331, April 9-11, 1980 M.A. Krasner "The critical band code ... Digital encoding of speech signals based on die perceptual requirements of the auditory system".
(6) F.J. Macwilliams et al, "The theory of error correcting codes", North Holland publishing comp. 1983
(7) Niederländische Patentanmeldung Nr.89201408.5 (PHQ 89.018)
(8) Niederländische Patentanmeldung Nr.90.00.635 (PHN 13.281)
(9a) Niederländische Patentanmeldung Nr.90.01.127 (PHN 13.328)
(9b) Niederländische Patentanmeldung Nr.90.01.128 (PHN 13.329)

Claims

1. Codiereüirichtung mit einem Teilbandeodierer zum Teilbandcodieren eines digitalen Breitbandsignals, beispielsweise eines digitalen Stereo-Tonsignals, das durch wenigstens einen ersten und einen zweiten Signalanteil gebildet wird, die je mit einer spezifischen Abtastfrequenz Fs abgetastet werden, wobei der Teilbandcodierer Signalspaltrnittel (LP, BP, HP, 9) aufweist zum in Antwort auf das breitbandige digitale Signal Erzeugen einer Anzahl von M Teilbandsignalen mit Abtastfrequenzverringerung, wozu die Spaltmittel das breitbandige digitale Signal in aufeinanderfolgende Teilbänder mit Bandnummern m aufteilen, die mit der Frequenz zunehmen, wobei 1 ≤ m ≤ M und wobei jedes Teilbandsignal aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Teilbandsignalteil aufgebaut ist, wobei die Codiereinrichtung weiterhin Quantisiermittel (Q&sub1;, ... Qm) aufweist zum blockweisen Quantisieren der ersten und zweiten Teilbandsignalteile eines Teilbandsignals in einem Teilband SBM, wobei ein quantisierter Teilbandsignalteil aus aufeinanderfolgenden Signalblöcken aufgebaut ist, wobei jeder Signalblock q Abtastwerte aufweist, wobei die q Abtastwerte in einem Signalblock des ersten oder des zweiten quantisierten Teilbandsignalteils in einem Teilband SBm, je mit nm1 bzw. nm2 Bits dargestellt sind, und wobei in einer Codierung in einer Intensitätsmode für wenigstens eines der Teilbänder die Quantisiermittel (16, 17, 18) zum Zusammennehmen entsprechender Abtastwerte des ersten und des zweiten Teilbandsignalteils in dem Teilband eingerichtet sind zum Erhalten eines zusammengesetzten Signals in dem Teilband, und zum blockweisen Quantisieren des zusammengesetzten Signals in dem Teilband eingerichtet sind, wobei das quantisierte zusammengesetzte Signal in dem Teilband aus aufeinanderfolgenden Signalbiöcken aufgebaut ist, wobei jeder Signalblock q Abtastwerte aufweist, wobei die q Abtastwerte in einem Signalblock des quantisierten zusammengesetzten Signals je durch Bits dargestellt werden, wobei die Einrichtung weiterhin Skalenfaktorinformationsbestimmungsmittel (12, 13) aufweist zum Bestimmen von Information, die sich auf einen Skalenfaktor bezieht, der jedem Signalblock von q Abtastwerten in dem ersten und zweiten Teilbandsignalteilen der Teilbänder zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Winkelbestimmungsmitteln (40') versehen ist, die dazu eingerichtet sind, für jedes derjenigen Teilbänder, für die eine Codierung in der Intensitätsmode möglich ist und für jeweils entsprechende Signalblöcke in den ersten und zweiten Teilbandsignalteilen eines derartigen Teilbandes, eine gerade Linie (I-I) in einer Ebene zu bestimmen, die durch ein fiktives rechteckiges Achsenkreuz mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Achsen (l,r) gebildet ist, wobei diese Linie durch den Ursprung des Achsenkreuzes und durch eine Punktewolke von q Punkten (l[k], r[k]) in der Ebene geht, wobei diese Punkte dadurch gebildet werden, daß ein k. Abtastwert aus einem Signalblock von q Abtastwerten in dem ersten Teilbandsignalteil mit dem k. Abtastwert aus dem entsprechenden Signalblock von q Abtastwerten in dem zweiten Teilbandsignalteil, wobei k sich von 1 bis einschließlich q erstreckt, zusammengenommen wird, und dadurch, daß zum Bestimmen eines k. Punktes in der Ebene der k. Abtastwert des ersten Teilbandsignalteils auf der einen Achse des Achsenkreuzes und der k. Abtastwert des zweiten Teilbandsignalteils auf der anderen Achse des Achsenkreuzes aufgetragen wird, und daß für die Linie gilt, daß ein Distanzmaß, das ein Maß für den Abstand der Linie von allen q Punkten ist, minimal ist, daß die Winkelbestimmungsmittel (40') weiterhin dazu eingerichtet sind, einen Winkel β zu bestimmen, der im wesentlichen dem Winkel entspricht, den diese Linie mit deijenigen Achse des Achsenkreuzes einschließt, auf der die Abtastwerte des ersten Teilbandsignalteils aufgetragen sind, daß die Winkelbestimmungsmittel mit einer Vergleichsschaltung (in 50) versehen sind zum Vergleichen des Distanzmaßes mit einem Schwellenwert, daß die Vergleichsschaltung zum Erzeugen eines Steuersignals eingerichtet ist, wenn das Distanzmaß den Schwellenwert nicht überschreitet, und daß die Quantisiermittel dazu eingerichtet sind, um in Antwort auf das Steuersignal eine Codierung in der Intensitäts mode an den entsprechenden Signalblöcken in dem ersten und dem zweiten Teilbandsignalteil des betreffenden Teilbandes durchzuführen, und daß die Quantisiermittel dazu mit Signalkombiniermitteln (16, 41, 42) versehen sind, zum Multiplizieren der q Abtastwerte des ersten Teilbandsignalteils mit cos (α), zum Multiplizieren der q entsprechenden Abtastwerte des zweiten Teilbandsignalteils mit -sin (α) und zum Kombinieren nach der Multiplikation der q Abtastwerte des ersten und des zweiten Teilbandsignalteils zu dem zusammengesetzten Teilbandsignal, und daß α eine Beziehung zu dem Winkel β hat.

2. Codiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß a = -β ist.

3. Codiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, wo β der Bedingung 0 ≤ β ≤ 90º erfüllt, gilt, daß α =-β ist, daß in dem Fall, wo β der Bedingung entspricht: 90º < β < 135º, gilt, daß α = 90º ist, und daß in dem Fall, wo β der nachfolgenden Bedingung entspricht: -45º < β < 0, gilt, daß α = 0º ist.

4. Codiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, wo β gleich 135º ist, gilt, daß α = -90º ist.

5. Codiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem fall, wo β = -45º ist, gilt, daß α = 0º ist.

6. Codiereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkombiniermittelmit ersten Multipliziermitteln (41) versehen sind, zum Multiplizieren von q Abtastwerten des ersten Teilbandsignalteils mit cos (α), mit Multipliziermitteln (42) zum Multiplizieren der q entsprechenden Abtastwerte des zweiten Teilbandsignalteils mit -sin (α) und mit Summiermitteln (16) zum Summieren der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Multipliziermittel.

7. Codiereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Skalenfaktorinformationsbestimmungsmittel aufweist zum Bestimmen desjenigen Abtastwertes in dem q-Abtastwertesignalblock in dem zusammengesetzten Teilbansignal, der die größte Anmplitude hat, und daß die Quantisiermittel einen TYeiler (43) aufweisen zum teilen der q Abtastwerte durch einen zusammengesetzten Skalenfaktor (SFlr), wobei vor der Quantisierung dieser q Abtastwerte des Signalblocks in einem zusammengesetzten Teilbandsignal der zusammengesetzte Skalenfaktor der Amplitude des Abtastwertes mit der größten Amplitude entspricht.

8. Codiereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen des dem entsprechenden Signalblock des ersten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors (SF&sub2;) die Feststellungsmittel (43, 44, 45) zum Multiplizieren des zusammengesetzten Skalenfaktors mit cos α eingerichtet sind, und daß zum Feststellen des dem entsprechenden Signalblock des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors (SFr) die Feststellungsmittel (43, 44, 46) zum Multiplizieren des zusammengesetzten Skalenfaktors mit (-sin α) eingerichtet sind.

9. Codiereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzmaß einem Fehlerwert entspricht, der der Summe der Quadrate der q Längen der q Senkrechten auf der genannten Linie (I-I) entspricht.

10. Codiereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen des dem entsprechenden Signalblock des ersten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors die Feststellungsmittel zum Berechnen der Größe

SFlr [S11/S2]

vorgesehen sind, wobei S11 der Summe der Quadrate der Amplituden der q Abtastwerte in dem Signalblock des ersten Teilbandsignalteils entspricht, wobei S&sub2; der Summe der Quadrate der q Abtastwerte in dem Signalblock des zusammengesetzten Teilbandsignals entspricht und wobei SFlr der zusammengesetzte Skalenfaktor entsprechend der Amplitude des größten Abtastwertes in dem Signalblock der q Abtastwerte m dem zusammengesetzten Teilbandsignal ist. In dem Fall wird die Anforderung gestellt, daß die Leistungen des ersten Teilbandsignalteils vor und nach der Übertragung einander entsprechen.

11. Codiereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenfaktorinformationsfeststellungsmittel mit den folgenden Elementen versehen sind:

- zweiten Quantisiermitteln (36) zum Quantisieren des dem entsprechenden Signalblock des ersten und/oder des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordneten Skalenfaktors (SFl),

- Entquantisiermitteln (70) zum Entquantisieren der in den zweiten Quantisiermitteln quantisierten Skalenfaktoren, und

- Teilermitteln (71) zum Teilen des Skalenfaktors und des entquantisierten Skalenfaktors aufeinander zum Erhalten eines Koeffizienten, und daß die Quantisiermittel Multipliziermittel (72) aufweisen zum Multiplizieren der q Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals mit dem Koeffizienten.

12. Codiereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Koeffizient dem Wert SFl/SF'l entspricht, wobei SFl der Skalenfaktor ist, der dem entsprechenden Signalblock des ersten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordnet ist, und wobei SF'l der quantisierte Skalenfaktor SFl nach der Entquantisierung ist.

13. Codiereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Koeffizient dem Wert SFr/SF'r entspricht, wobei SFr der Skalenfaktor ist, der dem entsprechenden Signalblock des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordnet ist, und wobei SF'r der quantisierte Skalenfaktor SFr nach der Entquantisierung ist.

14. Codiereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Koeffizient eine Funktion ist von

SF'l / SFl und SF'r / SFr

wobei SFl und SFr der Skalenfaktor ist, der dem entsprechenden Signalblock des zweiten Teilbandsignalteils, aus dem das zusammengesetzte Teilbandsignal aufgebaut ist, zugeordnet ist, und wobei SF'l SF'r der quantisierte Skalenfaktor SFl und SFr ist.

15. Codiereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Koeffizient dem folgenden Wert entspricht:

[SFl SFr /SF'l SF'r

16. Sender mit einer Codiereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

17. Sender nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender die Form einer Einrichtung zum Aufzeichnen quantisierter Teilbandsignale in einer Spur auf einem Aufzeichnungstriger (134) hat.

18. Sender nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger ein magnetischer Aufzeichnungsträger (134) ist.

19. Sender nach einem der Ansprüche 16, 17 oder 18 zum Übertragen des zusammengesetzten Teilbandsignals und der Skalenfaktorinformation in einer Intensitätsmode für wenigstens eines der Teilbänder, wobei dieser Sender eine Codiereinrichtung nach Anspruch 7 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender weiterhin eingerichtet ist zum Übertragen für jeden Signalblock der Skaleninformation in Form eines zusammengesetzten Skalenfaktors (SFlr), entsprechend der Amplitude des Abtastwertes mit der größten Amplitude in dem Signalblock und dem Wert von α.

20. Empfänger zum Empfangen des zusammengesetzten Teilbandsignals und der Skalenfaktorinformation, wie diese von dem Sender nach Anspruch 19 übertragen worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen ersten und einen zweiten Multiplizierer (Fig. 6c) aufweist zum Multiplizieren des zusammengesetzten Skalenfaktors (SFlr)mit cos α bzw. (-sin α) zum Erhalten des Skalenfaktors, der dem ersten bzw, zweiten Teilbandsignalteil zugehört, und einen dritten und vierten Multiplizierer (30, 31) aufweist zum Multiplizieren der Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals mit dem zugeordneten Skalenfaktor zum Erhalten des ersten bzw. zweiten Teilbandsignalteils.

21. Empfänger zum Empfangen des zusammengesetzten Teilbandsignals und der Skalenfaktorinformation, wie diese von dem Sender nach Anspruch 19 übertragen worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen ersten Multiplizierer (Fig. 6d) aufweist zum Multiplizieren des zusammengesetzten Teilbandsignals mit dem zusammengesetzten Skalenfaktor, und einen zweiten und dritten Multiplizierer aufweist zum Multiplizieren des auf diese Weise erhaltenen Signals mit cos α bzw. (-sin α), zum Erhalten des ersten bzw. zweiten Teilbansignalteils.

22. Sender nach Anspruch 16, 17 oder 18 zum Übertragen des zusammengesetzten Teilbndsignals und der Skalenfaktorinformation in einer Intensitätsmode für wenigstens eines der Teilbänder, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender dazu eingerichtet ist, für jeden Signalblock die Skalenfaktorinformation in Form eines dem ersten Teilbandsignalteil zugeordneten ersten Skalenfaktors und eines dem zweiten Teilbandsignalteil zugeordneten zweiten Skalenfaktors, sowie wenigstens ein dem einen oder dem anderen Skalenfkator zugeordnetes Vorzeichenbit zu übertragen.

23. Empfänger zum Empfangen eines übertragenen Signals mit dem zusammengesetzten Teilbandsignal und der Skalenfaktorinformation, wie diese von dem Sender nach Anspruch 22 übertragen worden sind, wobei die Skalenfaktorinformation einen ersten und einen zweiten Skalenfaktor aufweist, sowie wenigstens ein Vorzeichenbit, das dem einen oder dem anderen Skalenfaktor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger Rückgewinnungsmittel aufweist zum Rückgewinnen des zusammengesetzten Signals, der Skalenfaktoren und des wenigstens einen Vorzeichenbits aus dem übertragenen Signal, sowie Multipliziermittel (30, 31) zum Multiplizieren der Abtastwerte des zusammengesetzten Teilbandsignals mit dem zugeordneten Skalenfaktor zum Erhalten des ersten bzw. zweiten Teilbandsignalteils, wobei die Multipliziermittel (30, 31) dazu eingerichtet sind, in Antwort auf wenigstens ein Vorzeichenbit das Vorzeichen der Abtastwerte des ersten oder zweiten Teilbandsignalteils zu steuern.

24. Empfänger nach einem der Ansprüche 20, 21 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß er die Struktur einer Einrichtung aufweist zum Auslesen von Information aus einer Spur auf einem Aufzeichnungsträger (134).

25. Empfänger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (134) ein magnetischer Aufzeichnungsträger ist.

26. Codierverfahren für Teilbandcodierung eines digitalen Breitbandsignals, beispielsweisc eines digitalen Stereo-Tonsignals, das durch wenigstens einen ersten und einen zweiten Signalanteil gebildet wird, die mit je einer spezifischen Abtastfrequenz Fs abgetastet werden, wobei das Codierverfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfaßt:

- das Spalten des digitalen Breitbandsignals zum Erzeugen einer Anzahl von M Teilbandsignalen durch Abtastfrequenzverringerung, wozu das Breitbandsignal in aufeinanderfolgende Teilbänder mit Bandnummern m aufgeteilt wird, die mit der Frequenz zunehmen, wobei 1 < m < M ist, und wobei jedes Teilbandsignal aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Teilbandsignalteil aufgebaut ist, wobei das Codierverfahren weiterhin die nachfolgenden Verfahrensschritte umfaßt:

- das blockweise Quantisieren der ersten und zweiten Teilbandsignalteile eines Teilbandsignals in einem Teilband SBm, wobei ein quantisierter Teilbandsignalteil aufeinanderfolgende Signalblöcke aufweist, wobei jeder Signalblock q Abtastwerte aufweist, wobei die q Abtastwerte in entsprechenden Signalblöcken des ersten oder des zweiten quantisierten Teilbandsignalteils in dem Teilband SBm, je durch nm1 bzw. nm2 Bits dargestellt sind,

- das Feststellen von Skalenfaktorinformation, die sich auf einen Skalenfaktor bezieht, der jedem Signalblock von q Abtastwerten in den ersten und zweiten Teilbandsignalteilen der Teilbänder zugeordnet ist, und wobei in einer Intensitätsmodecodierung für wenigstens eines der Teilbänder das Codierverfahren die nachfolgenden Verfabrensschritte aufweist:

- das Kombinieren entsprechender Abtastwerte des ersten und des zweiten Teilbandsignalteils in dem Teilband eingerichtet sind zum Erhalten eines zusammengesetzten Signals in dem Teilband, und zum blockweisen Quantisieren des zusammengesetzten Signals in dem Teilband eingerichtet sind, wobei das quantisierte zusammengesetzte Signal in dem Teilband aus aufeinanderfolgenden Signalblöcken aufgebaut ist, wobei jeder Signalblock q Abtastwerte aufweist, wobei die q Abtastwerte in einem Signalblock des quantisierten zusammengesetzten Signals je durch nmc Bits dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt umfaßt, eine gerade Linie in einer Ebene zu bestimmen, die durch ein fiktives rechteckiges Achsenkreuz mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Achsen gebildet ist, für jedes der Teilbänder, für das eine Intensitätsmodecodierung möglich ist und für entsprechende Signalblöcke in dem ersten und zweiten Teilbandsignalteil eines derartigen Teilbandes, wobei diese Linie durch den Ursprung des Achsenkreuzes und durch eine Punktewolke von q Punkten in der Ebene geht, wobei diese Punkte dadurch gebildet werden, daß ein k. Abtastwert aus einem Signalblock von q Abtastwerten in dem ersten Teilbandsignalteil mit dem k. Abtastwert aus dem entsprechenden Signalblock von q Abtastwerten in dem zweiten Teilbandsignalteil, wobei k sich von 1 bis einschließlich q erstreckt, zusammengenommen werden, wobei k von 1 bis q variiert, und dadurch, daß ein k. Punkt in der Ebene bestimmt wird, in dem der k. Abtastwert des ersten Teilbandsignalteils auf der einen Achse des Achsenkreuzes und der k. Abtastwert des zweiten Teilbandsignalteils auf der anderen Achse des Achsenkreuzes aufgetragen wird, und daß für die Linie gilt, daß ein Distanzmaß, das ein Maß für den Abstand der Linie von allen q Punkten ist, minimal ist, daß ein Winkel β bestimmt wird, der im wesentlichen dem Winkel entspricht, den diese Linie mit deijenigen Achse des Achsenkreuzes einschließt, auf der die Abtastwerte des ersten Teilbandsignalteils aufgetragen sind, daß das Distanzmaß mit einem Schwellenwert verglichen wird, daß ein Steuersignal erzeugt wird, wenn das Distanzmaß den Schwellenwert nicht überschreitet, und daß eine Codierung in der Intensitätsmode an den entsprechenden Signalblöcken in dem ersten und dem zweiten Teilbandsignalteil des betreffenden Teilbandes durchgeführt wird, und daß die ersten und zweiten Signalteile kombiniert werden, indem die q Abtastwerte des ersten Teilbandsignalteils mit cos (α) multiplizeert werden, daß die q entsprechenden Abtastwerte des zweiten Teilbandsignalteils mit -sin (α) multipliziert werden und daß nach der Multiplikation die q Abtastwerte des ersten und des zweiten Teilbandsignalteils zu dem zusammengesetzten Teilbandsignal kombiniert werden, und daß α eine Beziehung zu dem Winkel β hat.