FI105731B

FI105731B - Digitaalinen koodausmenetelmä

Info

Publication number: FI105731B
Application number: FI914886A
Authority: FI
Inventors: Karl-Heinz Brandenburg; Thomas Sporer; Bernhard Grill; Ernst Eberlein; Bernd Kuerten
Original assignee: Fraunhofer Ges Forschung
Priority date: 1989-04-17
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 2000-09-29
Also published as: EP0717503B1; ATE203359T1; US5579430A; DK0393526T4; NO307767B1; EP0612156A3; DE59010923D1; EP0612156B1; DE59010419D1; ES2088918T3; EP0393526B1; NO913931D0; FI914886A0; NO913931L; DE3912605B4; ATE144090T1; ATE140571T1; DK0393526T3; RU2141166C1; EP0612156A2

Description

Α Γ> Γ f7 “* Λ I o o / o 1

Digitaalinen koodausmenetelmä Digitalt kodningsförfarande

Keksinnön kohteena on digitaalinen koodausmenetelmä akustisten signaalien, etenkin musiikkisignaalien siirtämiseksi ja/tai j tallentamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisen johdannon ! mukaisesti. — --

Patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiset menetelmät ovat tunnettuja esimerkiksi julkaisuista DE-PS 33 10 480 tai WO

88/01811. Tässä yksityiskohtaisemmin esittämättömien käsitteiden osalta viitataannimenomaan näissä mainituissa julkaisuissa oleviin selityksiin.

Keksinnössä viitataan etenkin julkaisussa WO 88/01811 ensimmäistä kertaa esitettyyn "OCF"-menetelmään.

Keksinnön tehtävän perustana on kehittää digitaalista koodausmenetelmää ja varsinkin julkaisusta W0 88/01811 tunnettua OCF-menetelmää siten, että jo noin 2 bit/ATW dataerillä on mahdollista saada aikaan CD-levyyn verrattavan laatuista musiikin koodausta ja 1,5 bit/ATW nopeudella hyvän ularadio-lähetyksen laatuun verrattavan musiikin koodausta.

Tämän keksinnön mukainen tehtävän ratkaisu on esitetty edelleen kehittämisineenja suoritusmuotoineen patenttivaatimuksissa.

Keksintöä selitetään_________seuraavassa tarkemmin viittaamalla piirustukseen, jossa: kuvio 1 esittää spektriä ja selvästi erottuvaa maksimia, kuvio 2 esittää koodisanoja kiinteässä rasterissa, kuvio 3 esittää tärkeiden tieto-osien järjestelyä kiinteään rasteriin, — ------ w - · · · 2 < f\ r— r? “t Ιυο/ύΐ kuvio 4 esittää kaaviomaisesti "bittisäästökassana" toimivaa rengaspuskuria, ja kuvio 5 esittää spektrin toistuvuusjakoa.

Digitaalisessa koodausmenetelmässä akustisten signaalien ja etenkin musiikkisignaalien siirtämiseksi ja/tai tallentamiseksi menetellään yleensä niin, että akustisen signaalin ositusarvot muunnetaan ensin toisten ositusarvojen jonoksi, jotka toistavat akustisen signaalin spektrikokoonpanon. Tämä toisten ositusarvojen jono kvantitetaan erilaisin tarkkuuksin, vaatimusten mukaisesti, ja koodataan osittain tai kokonaan optimikoodauslaitteen avulla. Toiston yhteydessä tapahtuu vastaava dekoodaus ja takaisin muuntaminen.

Akustisen signaalin ositusarvojen muuntaminen toisten ositus-arvojen jonoksi voi tällöin tapahtua muuntamisen tai suodin-kentän välityksellä, jolloin suodinkentän antosignaali ositetaan tarpeen mukaan "alle" siten, että syntyy lohkojen muodostumista, kuten muuntamisen yhteydessäkin.

Keksinnön mukaisesti käytetään patenttivaatimuksen 1 mukaan sinänsä tunnetulla tavalla koodainta, ts. koodauslaitetta, jossa kvantitetun spektrikertoimen esiintymistodennäköisyys on korreloitu koodin pituuden kanssa siten, että koodisana on sitä lyhyempi, mitä useammin spektrikerroin esiintyy. Tällaiset koodauslaitteet ovat tunnettuja esimerkiksi nimityksellä Huffmankoodi (patenttivaatimus 3).

Keksinnön mukaan järjestetään lisäksi, koodauslaitteen taulukkokoon pienentämiseksi, mukaan joko useampia jonoelementtejä : tai yhdelle arvoalueelle yksi koodisana sekä mahdollisesti lisäkoodi.

Spektrikertointen yhteinen koodaus voi tällöin tapahtua eri tavoin: se voidaan tehdä esimerkiksi taajuustilassa tai aika- akselissa, jolloin samat kertoimet koodataan toisiaan seuraa- . vista lohkoista yhdessä (patenttivaatimus 6). Lisäksi yhdelle, . . « · · 3 105731 eräänlaisen karkean kvantituksen arvoalueelle voidaan osoittaa yksi koodisana. Myös yhden osa-alueen suora koodaus on mahdollinen, jolloin arvojen alueen loppuosa varustetaan erillisellä tunnuksella ja lisäksi koodataan siirros arvoalueen rajalle (patenttivaatimus 2).

Koodi otetaan tällöin yleensä taulukosta, jonka pituus vastaa koodisanojen lukumäärää. Mikäli suurella määrällä koodisanoja, joiden sanapituus on suurempi kuin keskimääräinen sanapituus, on samanlainen sanan_ pituus, kaikki nämä koodisanat ovat ! il»!®·: kuvattavissa vahaisella koodaustehon menetyksellä yhteisellä tunnuksella ja sitä seuraavalla erikoiskoodilla, joka on sovitettu käyttötapauksen mukaan. Tämä koodi voi olla esimerkiksi PCM-koodi (pulsecode modulation) (patenttivaatimus 4). Tämä menetelmä on tehokas erityisesti silloin, jos vain harvoilla arvoilla on suuri esiintymistodennäköisyys, kuten esimerkiksi koodattaessa musiikkia.....speksiesityksenä.

Seuraavassa tätä näkökohtaa selvitetään esimerkin avulla. Tässä yhteydessä ilmoitetaan seuraava todennäköisyysjakauma:

Arvo Todennäköisyys 0 50% 1 30% 2 15% 3...15 yhteensä 5%, ts. 0,38% välein

Entropia, ts. lyhin mahdollinen keskimääräinen koodin pituus on tässä yhteydessä 1,83275 bittiä.

Tällaisen käyttötapauksen“yhteydessä on eduksi määrittää Huff-mankoodi, joka sisältää arvot 0,1,2 ja tunnuksen (jota merkitään seuraavassa ESC:llä), jossa koodataan arvot 3...15.

« 4 105731

Arvo Huffmankoodi Huffmankoodi jossa ESC ilman ESC: tä 0 0 0 1 10 10 2 110 . 110 3 111+0011 111101 4 111+0100 111110 5 111+0101 11,1111 6 111+0110 1110000 7 111+0111 1110001 8 111+1000 1110010 9 111+1001 1110011 10 111+1010 1110100 11 111+1011 1110101 12 111+1100 1110110 13 111+1101 1110111 14 111+1110 1111000 15 111+0111 1111001

Puhtaassa Huffmankoodauksessa saadaan keskimääräiseksi koodin pituudeksi 1,89 bittiä, ESC: llä tehdyllä koodauksella keskimääräiseksi koodin pituudeksi saadaan sitä vastoin 1,9 bittiä. Koodauksen tehokkuudesta tulee tosin ESC-koodauksessa hieman huonompi, mutta kooderin ja dekoderin taulukkokoko on kuitenkin 4 kertaa pienempi, joten koodaus- ja dekoodaustapahtuman nopeus kasvaa huomattavasti.

Jos ESC-arvon mukaan käytetään koodina modifioitua PCM-koodia, voidaan koodata ilman keskimääräisen koodin pituuden muuttamista jopa arvot 18 saakka.

• 1· « 105731 5

Huffmankoodi ESC:tä käyttäen O

10 110 111+0000 111+0001 111+0010 111+0011 111+0100 111+0101 s lii+oiio ".

111+0111 111+1000 111+1001 111+1010 111+1011 111+1100 111+1101 111+1110 111+0111

Patenttivaatimuksessa 5 esiintyy tunnusomaisena vielä yksi edelleenkehitysmuoto, jonka mukaan n spektrikerrointa, jossa n £ 2, kootaan n-ryhmäksi (saks: n-Tupel) ja koodataan yhdessä optimikooderin avulla, Optimikooderit, jotka osoittavat jokaiselle spektriarvolle eri mittaisen koodisanan, ovat vain poikkeustapauksissa : "optimaalisia informaatioteorian mielessä". Koodiylimäärän lisävähentäminen voi tapahtua keksinnön mukaisella koodauksella_______patenttivaatimuksen 5 mukaisesti siten, että ainakin yksi spektriarvopari osoitetaan yhdelle ' koodisanalle. Ylimäärän pieneneminen käy ensinnäkin ilmi siitä, että molemmat yhdessä koodatut spektriarvot eivät ole tilastollisesti riippumattomia, ja toisaalta siitä, että arvo-parien koodauksen yhteydessä voidaan päästä hienompaan koodi-kirjan tai kooditaulukon signaalitilastoon sopeuttamiseen.

« ··------- - . . . · · 6 105731 Tätä selitetään seuraavassa esimerkin avulla:

Seuraavaksi käsitellään entropiakooderia (optimikooderia), joka osoittaa yksittäiset koodisanat yksittäisarvoille:

Datasana Toistuvuus Koodisana Toistuvuus * Koodipituus 0 70% 0 0, 7 1 30% 1 0, 3

Keskimääräiseksi koodisanan pituudeksi osoittautuu 1.

Otettaessa huomioon ositusarvoparien todennäköisyydet, saadaan tulokseksi seuraava optimikooderi:

Datasana Toistuvuus Koodisana Toistuvuus * Koodipituus 00 50% 0 0, 50 * 1 01 20% 10 0,20 * 2 10 20% 110 0, 20 * 3 11 10% 111 0,10 * 3 = 1,8

Keskimääräinen koodisanan pituus yksittäisarvoa kohden käy ilmi käsitteiden "toistuuvuus * koodisanan pituus" summasta jaettuna 2:11a (arvoparien koodauksen vuoksi). Se on esimerkiksi 0, 9. Tämä on vähemmän kuin koodattaessa yksittäis -arvoja olettamalla saman signaalitilaston olevan saavutettavissa. Spektriarvoparien koodaus taphtuu esim. siten, että kulloinkin käytetään ensimmäistä spektriarvoa rivinumerona ja parin toista arvoa jakonumerona, kulloisenkin kooditaulukossa olevan koodisanan osoittamiseksi.

Jos yhdessä koodattujen arvojen lukumäärää lisätään edelleen tästä, saadaan tulokseksi pienempi koodisanapituus, esim.

4-ryhmälle, jossa jokainen arvo on peräisin intervallista [0, 1]:

. * · I

7 1C 5 751

Datasana Toistuvuus Koodisana Toistuvuus * Koodipituus 0000 25% "10 0,25* 2 =0,5 0001 10% 000" 0, 1 * 3 = 0,3 0010 10% ’ 0Ϊ0 0, 1 * 3 = 0,3 0011 5% 11101 0, 05 * 5 = 0, 2 0100 10% 011 0, 1 * 3 = 0, 3 0101 4% 11100 0, 04 * 5 = 0, 2 OHO 4% 11001 0, 04 * 5 = 0, 2 0111 2% 00100 0, 02 * 5 = 0,1 1000 10% 1111 0, 1 * 4 = 0,4 1001 4% 11011 0,04 * 5 = 0,2 1010 4% 11010 0, 04 * 5 = 0,2 1011 2% 110001 0,02 * 6 = 0,12 1100 5% 0011 0, 05 * 4 = 0,2 1101 2% 110000 0, 02 * 6 = 0, 12 1110 2% 001011 0, 02 * 6 = 0, 12 1111 1% 001010 0, 01 * 6 = 0, 06 3, 57

Esimerkin keskimääräinen koodipituus on siis 3,57/4 = Tämän lisäksi on mahdollista toteuttaa yhteinen koodaus patenttivaatimuksen 6 mukaisesti siten, että toisiaan seuraa-vien lohkojen samojen numeroiden spektrikertoimet yhdistetään ja koodataan yhdessä. Tätä selitetään seuraavassa esitetyn esimerkin avulla, jossa kaksi datalohkoa koodataan yksinkertaisuuden vuoksi yhdessä; samalla tavalla voi tietysti yhdistää myös useita datalohkoja: • . .r. —-------

Yhden lohkon taajuuskertoimet olkoon x(l), x(2),..., x(n) ja sitä seuraavan lohkon vastaavat y(l), y(2), . . . ,y(n).

1) Toisten toisiaan seuraavien datalohkojen koodattavat spektriarvot koodataan yhdessä. Tätä varten otetaan molemmista . lohkoista kukin samannumeroinen kvantitettu spektriarvo ja ·» 8 llo/öl tämä pari koodataan, ts. ajallisesti toisiaan seuraavat saman taajuuden arvot koodataan yhdessä. Näiden välinen korrelaatio on kvasistationaaristen signaalien ollessa kysymyksessä erittäin suuri, ts. niiden vaikutus vaihtelee vain vähän. Tähän liittyvä kvantitusinformaatio vaaditaan yhteisen koodauksen vuoksi vain kerran molemmille datalohkoille.

Parit (x(l) y(l)/ (x(2) ),..., (x(n) y (n) ) koodataan yhdessä.

2) Kahden toisiaan seuraavan lohkon spektriarvojen summat korreloidaan keskenään "sileiden" spektrien kohdalla. Tällaisten signaalien ollessa kysymyksessä on mielekästä koodata yhden lohkon kaksi spektriarvoa yhdessä.

Parit (x(l) x(2)), (x(3)x(4)), . . . , (x(n-l)x(n) ) koodataan yhdessä. Muuntamisesta riippuen, myös muut arvojen yhdistämiset ovat mielekkäitä.

3) Vaihtaminen l):n ja 2): n välillä voidaan välittää esim. tunnusbitin avulla.

Jos yhdessä koodattavia arvoja on enemmän kuin kaksi, molemmat mahdollisuudet ovat yhdistettävissä: 4-ryhmälle ovat esim.

seuraavat mahdollisuudet mielekkäitä: a) kulloinkin yksi arvo neljästä toisiaan seuraavasta lohkosta b) kulloinkin kaksi arvoa kahdesta toisiaan seuraavasta lohkosta c) neljä arvoa yhdestä lohkosta • «

Tapauksissa a) ja b) voi säästää lisäinformaatiota.

On itsestään selvää, ettei ole pelkästään mahdollista, että koodaus tapahtuu muodostamalla pareja tai n-ryhmiä jokaisen datalohkon yhdestä spektriarvosta tai että koodaus tapahtuu muodostamalla n-ryhmiä jokaisen datalohkon useammasta kuin . V · · 9 1 f - κ 7 a Ί

I w / u I

yhdestä spektriarvosta, vaan mahdollista on sekin, että parien tai n-ryhmien muodostamiseksi spektri arvoista vaihdetaan toisiaan seuraavien datalohkojen parien tai n-ryhmien ja parien tai n-ryhmien välillä, joiden spektriarvot seuraavat toisiaan taajuusarvojen mukaan laskettuna.

Patenttivaatimuksen 7 jnukaan välitetään lisäinformaatiota: johdanto-osassa mainitussa julkaisussa W0 88/01811 selitetyssä OCF-menetelmässä erotetut arvot taso-ohjauksen kerrointa varten, sisemmässä silmukassa tapahtuneiden iteraatioiden lukumäärä sekä spektraalinen epätasaisuusjakautuma (spectral flatness measure s fm) siirretään kooderista dekooderiin. Kek-I sinnön mukaan näistä arvoista määritetään yhteinen "kokonais- vahvistuskerroin" vastaanottimeen siirrettäväksi. Kokonais-vahvistuskertoimen laskeminen tapahtuu siten, että kaikki yksittäisarvot ilmaistaan määrätyn lukuarvon eksponentteina ja kertoimet lasketaan yhteen.

Tätä selitetään seuraavassa esimerkin avulla:

Olkoon signaalin käsittelyssä seuraavat vahvistustoimenpiteet mahdollisia (a, b, c ovat kokonaislukuja): 1) Tason sovitus: vahvistusportaat, 2* 2) Kvantitus: a) Aloitusarvo kvantitinta varten vaiheina (4/8)b = 1, 682to b) Kvantittimen karkeuttaminen vaiheina (V2)° = 1, 189°

Kvantitus vastaa jakamista, ts. heikennystä. Siksi näin muo- , f dostettuja kertoimia tulee käsitellä negatiivisina.

Tätä varten'yhteinen tekijä on siis f = 4/2. kohtaan 1) f4“ = 2® kohtaan 2a) f3to = (4/8)to kohtaan 2b) f° =_ (Λ/2) ° 10 105731

Kokonaisvahvistuskerroin on täten f dekooderiin lähe tetään vain kokonaislukuinen eksponentti. Tarvittavien bittien lukumäärän määrittää syöttötietojen sanapituus (yleensä 16 bittiä) ja muuntamispituus (antaa maksimaalisen dynamiikan).

Lisäksi on mahdollista osoittaa lisäinformaatiolle muuttuva datamäärän arvo (patenttivaatimus 9):

Ne korjauskertoimet7 joilla saadaan aikaan häiriön pysyminen sallituissa rajoissa, on siirrettävä kuhunkin taajuusryhmään lisättynä tasotietona vastaanottimeen. Keksinnön mukaan päästään tätä varten tarvittavan keskimääräisen datamäärän alentamiseen siten, että yhdessä ohjaussanassa on koodattuna seuraa-vien datasanojen pituus ja kulloinkin käytetään ainoastaan siirtämiseen välttämätöntä sanapituutta. Tätä selitetään seuraavassa myös esimerkin avulla:

Olettamukset: taajuus ryhmien lukumäärä: 3 iterointien maksimilukumäärä: 8 Lähetetään vahvistusten lukumäärä taajuusryhmää kohden. Ilman lisäinformaation muuttuvaa dataerää tähän, tarvittaisiin 3*3 = 9 bittiä. Vahvistusten maksimilukumäärä muutetaan (esimerkissä) koodikielelle seuraavasti: ei vahvistusta 0 korkeintaan yksi vahvistus 1 korkeintaan kolme vahvistusta 2 korkeintaan seitsemän vahvistusta 3 t

Kulloinenkin koodisana ilmoittaa suoraan sen bittien lukumään, joka on välttämätön suurimman vahvistusarvon koodaamiseksi.

Esimerkissä psykoakustisen iterointisilmukan tulos olisi (0 0 2), ts. taajuusryhmä 3 vahvistettaisiin kaksi kertaa, muita 4#; taaj uusryhmiä ei lainkaan. Tämän voi koodata seuraavalla 11 105751 bitti j onolla: 10 00 00 10, siis yhteensä 8 bitillä.

Patenttivaatimuksen 10__mukaan käytetään myös sinänsä tunne tulla tavalla koodainta, joka toimii niin kutsutun Huffman-koodin mukaisesti. Keksinnön mukaan käytetään nyt kuitenkin n-kooditaulukoita, joissa nil ja pituus vaihtelee ja jotka sovitetaan kulloinkin koodattavan akustisen signaalin mukaan. Käytetyn kooditaulukon numero lähetetään tai tallennetaan yhdessä koodattujen arvojen kanssa.

Huffmankoodin keskimääräinen koodin pituus riippuu nimittäin koodissa olevien erilaisten merkkien lukumäärästä. Siksi onkin mielekästä valita Huffmankoodi, joka ei sisällä enempää kuin tarvittavan määrän arvoja. Jos kooditaulukon valintakriteeriksi valitaan suurin koodattava arvo, kaikki todellisuudessa esiintyvät arvot ovat koodattavissa.

Jos käytettävissä on useita koodikirjoja tai kooditaulukoita, on mahdollista valita.koodattavia arvoja varten paras taulukko ja lähettää kooditaulukon numero lisäinformaationa. Koodi-taulukoista tehtävä esivalinta voidaan tehdä suurimman koodattavan arvon mukaan.

Täydennykseksi on paikallaan lisätä, että esimerkiksi hyvin karkeat spektrit, jollaisia metallipuhallinsoittimet tuottavat, noudattavat toisenlaista tilastoa, jossa pieniä arvoja esiintyy useammin kuin sileissä spektreissä, kuten esimerkiksi jousisoittimia tai puupuhallinsoittimia käytettäessä.

v “ - .. · — » I •

Patenttivaatimukselle.. J. 1 . on tunnusomaista jatkokehittely, ' jossa edellä mainitun^erilaisten taulukoiden osoittamisen lisäksi tai'sen sijaan erilaisille spektrialueille osoitetaan erilaisia kooditaulukolta.. Kun spektreissä on korostuva maksimi, on nimittäin eduksi jakaa tämä yksittäisiksi vyö-, hykkeiksi ja valita jokaiselle osakaistalle optimaalinen

_ · · · I

.12 105731

Huffmankoodi.

Kuviossa 1 on esitetty tällainen spektri, jossa spektrin maksimi on jokseenkin spektrikaistan keskellä. Tällöin kaistan voi jakaa esimerkiksi neljään kaistaan:

Ensimmäisellä kaistalla käytetään 16-arvoista Huffman-koodia, toisella yli 32-arvoista koodia, kolmannella taas 16-arvoista koodia ja neljännellä kaistalla 8-arvoista koodia. Tällöin pidetään parhaana, jos yli 32-arvoisen kooditaulukon yhteydessä käytetään patenttivaatimuksen 1 mukaista taulukkoa, jossa koodisanoja, joiden sanapituus on suurempi kuin keskimääräinen sanapituus, kuvataan yhteisellä tunnuksella ja sitä seuraavalla PCM-koodilla. Tämä on merkitty kuvioon 1 "TAB ja ESC" .

Huffmankoodit valitaan esitetyssä esimerkissä kaistan maksimin mukaan, jolloin käytettävissä on koodit arvoja 2, 4, 8 jne.

varten. Ilman tätä jakoa tulisi yli 32 arvoa varten olevalla koodilla olla käyttöä koko spektrin alueella siten, että lohkoa varten tarvittava bittimäärä olisi selvästi suurempi.

Jakopisteet ja kooditaulukkojen numerot on välitettävä lisäinformaationa kunkin kaistan osalta.

Jokaisen kaistan Huffmankoodin valinta voi tapahtua etenkin patenttivaatimuksessa 6 ilmoitetun harkinnan mukaisesti.

Patenttivaatimuksessa 12 on esitetty edullinen mahdollisuus jo mainitun Huffmankoodin dekoodaamiseksi: Tätä varten jälji- : tellään puu, joka syntyy koodin luomisessa. Siitä vaatimuk- sesta johtuen, ettei mikään koodisana voi olla jonkun toisen koodisanan alku, "rungosta" lähtien on oikeaan koodisanaan vain yksi mahdollinen tie. Koodisanaan pääsemiseksi käytetään edestä alkaen kullakin kerralla yhtä koodisanan bittiä reitistä päättämiseksi puun oksanhaaran kohdalla. Käytännön toteutus tapahtuu osoiteparitaulukon avulla, joka laaditaan 13 105751 aina ensimmäisestä parista aloittaen. Parin ensimmäinen arvo sisältää tällöin aina seuraavan haarautuman osoitteen, johon on hypättävä "0": n tapauksessa dekoodattavassa arvossa, toinen arvo haarautuman osoitteen "1" :n tapauksessa. Jokainen osoite merkitään sellaiseksi. Jos joudutaan ilman tällaista merkintää olevaan taulukkoarvoon, on päästy koodisanaan. Taulukkoarvo vastaa tässä tapauksessa dekoodattavaa arvoa. Seuraavaksi dekoodattava bitti on tästä johtuen seuraavan koodisanan ensimmäinen bitti. Tällä aloittaen seuraa taulukon uusi läpikäynti ensimmäiestä osoiteparista alkaen.

Seuraavassa asiaa selitetään"esimerkin avulla:

Arvo Huffmankoodi Koodipuu: 0 00

1 01 KO

| 2 ' ......./ \ j 3 1Ö1 ΚΙ K2 4 1100 / \ / \ 5 1101 0 1 K3 K4 6 1110 / \ / \ 7 1111 2 3 K5 K6 / \ / 4 5 6

Dekoodaustaulukko: &0 &1 &2 ________&3 &4 &5 & 6 &7 &1/&4 &2/&3 0/-- 1/-- &5/&8 &6/&7 2/-- 3/— &8 8c9 & 10_______ &11 8c 12 & 13 8cl4 : 8c9/8cl2 8c 10/8c 11 4/-- 5/-- 8c 138c 14 6/-- 7/--

Merkki 8c on osoitteen tunnus.

• · t --- 14 105731

Dekoodausesimerkki: 1101 = 5 &0 1 ==> &4 &4 1 ==> &8 68 0 =»> &9 69 1 = = > &11 &11 ==> ei osoitetta = = > . dek. arvo = 5

Siinä tapauksessa, että arvopareille saatiin Huffmankoodi, voimme sijoittaa toiselle, yllä olevan esimerkin vapaalle taulukkopaikalle siihen kuuluvan toisen arvon. Tätä menettelyä voi käyttää mielekkäästi myös Huffmankoodien dekoodaukseen, jotka koodaavat enemmän kuin kaksi arvoa yhdessä.

Sellaisten koodausten yhteydessä, joissa koodisanan alku määräytyy vain edellä olevan koodisanan lopun kautta (kuten esimerkiksi Huffmankoodien tapauksessa on), johtaa siirtovirhe virheen jatkumiseen edelleen.

Tämän ongelman ratkaisu on esitetty patenttivaatimuksessa 13. Tämä ratkaisu on tietysti otettavissa käyttöön myös riippumatta muista piirteistä: siinä järjestetään ensin osa koodi- sanoista rasteriksi, jonka pituus on esimerkiksi suurempi tai sama kuin suurimman koodisanan pituus, siten tälle koodi-sanojen osalle ei kohdistu mitään virheen edelleen jatkumista, koska niiden alku ei määräydykään enää edellä olevan koodi-sanan lopun mukaan. Jäljelle jäävät koodisanat jaetaan jäljelle jääviin aukkoihin. Kuviossa 2 esitetään tätä varten yksi esimerkki. Jos käytetty kooditaulukko rakennetaan siten, että jo koodisanojen ensimmäisistä osasista voidaan päätellä kooditaulukon alue, käytetyn rasterin pituus voi myös olla pienempi kuin pisimmän koodisanan pituus. Rasteriin mahtu-mattomat osat jaetaan jäljelle jäävien koodisanojen tapaan jäljelle jääviin aukkoihin. Tämän lyhyemmän rasteripituuden käytöllä tähän rasteriin voi järjestellä enemmän koodisanoja • ja virheen edelleen jatkuminen rajoittuu näiden koodisanojen . 15 Λ r- ' % ί I υυ/ O i viimeisiin kohtiin, jotka ovat edellä kuvatun kooditaulukon rakenteen vuoksi merkitykseltään vain toisarvoisia. Tämä uudelleenlajittelu ei johda lainkaan kooditehokkuuden pienenemiseen.

Tätäkin selitetään seuralTyissa esimerkin avulla:

Arvo Koodisana 0 0 1 _______ 100 2 101 3 110 4 111

Jo molemmat ensimmäiset kohdat ratkaisevat, onko arvo alueelta "0", "1-2" vai "3-4". Tätä varten valitaan rasteripituus 2.

. Lähetettäväksi tulee koodata seuraava arvojono:

Arvojono 2040

Koodisanat 101 0 111 0 ilman koodilajittelua yksi bittivirhe ensimmäisessä bitissä johtaa bittijonoon: 001 0 111 o hajoitettuna 0 0 101 110 dekoodattuna 0023 koodilajittelulla (rasteripituus 2) saadaan seuraava bitti-jono: ___ ensin 10 0 11 0 loput 1 1 loput aukoissa 10_____ 0 1_ 11 0 1_ : yhdellä bittivirheellä- ensimmäisessä bitissä saadaan bitti- jono: - ------- · 00 01 11 01 kaista 0 0 3-4 0 ts. ainoastaan häiritylle koodisanalle ei voitu enää dekoodata oikein kaistaa. ! * 16 105731

Lisäksi patenttivaatimuksen 14 mukaan on mahdollista järjestää tärkeitä tieto-osia kiinteään rasteriin:

Jatkuvasti toisiaan seuraavien eripitusten tietojen, tietojen osien ollessa tärkeysasteeltaan poikkeavia, siirtovarmuutta voi parantaa seuraavasti: jatkuvan bittivirran keskimääräinen tiedon pituus esittää samaetäisyyksisen rasterin pisteiden väliä. Tärkeimmät tieto-osat järjestetään nyt tähän kiinteään rasteriin. Lisäksi tässä tärkeässä informaatio-osassa lähetetään siihen kuuluvan vähemmän tärkeän osan asema. Tärkeän informaation samaetäisyyksisen välin avulla on siirtovirheen sattuessa helpompi saada uudelleen synkronointi aikaan.

Seuraavassa selitetään patenttivaatimuksen 15 mukaisen entropiakoodin yhteydessä tehtävää virheen rajoittamista:

Entropiakoodissa tapahtuvan bittivirheen tapauksessa menetetään virheen sattuessa yleensä kaikki virhekohtaa seuraava informaatio. Merkitsemällä lohkon alku määrätyllä bitti-kuviolla ja entropiakoodipituuden lisälähettämisellä voidaan rajoittaa syntyvä virhe siihen tietolohkoon, joka sisältää bittivirheen. Tämä tapahtuu seuraavasti:

Tiedon onnistuneen dekoodauksen jälkeen tulisi seurata seuraa-van tietolohkon alku ja siten myös lohkon alun merkintä. Ellei näin tapahdu, entropiakoodipituuden avulla tarkastetaan, onko dekoodaus entropiakoodipituuden mukaan odotettavissa olevassa paikassa. Jos näin on, oletetaan, että virhe on lohkon alun merkitsemisessä ja se korjataan. Ellei näin ole, tarkastetaan, seuraako entropiakoodipituuden avulla ilmoitetussa bittivirta-: asemassa lohkon alun merkintä, joka merkitsee sen jälkeen erittäin suurella todennäköisyydellä seuraavan lohkon alun. Ellei mitään lohkon alun merkitsemistä löydy, virheitä esiintyy ainakih 2 (dekoodaus/lohkon alun merkitseminen tai entropiakoodipituus/dekoodaus tai lohkon alun merkitsemi- nen/entropiakoodipituus) ja synkronointi on tehtävä uudelleen.

m 105731 17

Patenttivaatimuksen 24 mukaan on edelleen mahdollista järjestää synkronointisuoja tai synkronoinnin tunnistaminen:

Kun kysymyksessä on jatkuvat datavirrat, jotka kootaan yhteen eri pituisista lohkoista, syntyy sellainen ongelma, että lohkon alkujen tunnistamista varten olevia synkronisanoja saattaa löytyä satunnaisesti datavirrassa. Erittäin pitkien synkronisanojen valitseminen vähentää tosin tällaisen todennäköisyyttä, mutta se_ei voi muuttaa sitä nollaan ja johtaa j toisaalta s i i rtökapas1teetiή vähenemiseen. Pari kytkentöjä, joka liittää löydettyyn lohkon alun synkronisanaan "l":n ja lohkon sisällä " 0": n (tai päinvastoin, lohkon alkuun " 0": n ja muutoin "l":n) tunnetaan kirjallisuudesta (esim: intel ” BITBUS”-frameformat). Käyttö koodattujen musiikkisignaalien siirtämiseen on keksinnön mukaista. Tähän käyttöön sovellettuna "synkronointitunnistus" sisältää mahdollisuuden hyväksyä sellaisilla kaistoilla, joissa synkronisanaa odotetaan, tämä sellaiseksi, silloinkin, kun siirtovirheet muuttavat sitä joissakin kohdin.

Patenttivaatimuksessa 25 on osoitettu iterointien maksimi-lukumäärän rajoitus:

Tavoitteena on kvantituksen tunnistamiseen lähetettävien . bittien rajoittaminen. Pitäen lähtökohtana yhtä kvantituksen lähtöarvoa, sallitaan vain rajoitettu poikkeaminen tästä lähtöarvosta, jota voi kuvata n bitillä. Tämän edellytyksen täyttämiseksi tarkastetaan jokaisen ulomman silmukan läpimenon yhteydessä, voidaanko vielä päästä siihen, että sisemmän silmukan uusi esiinkutsu voidaan päättää kelvollisella tulok-sella.

Tätäkin selitetään seuraavassa esimerkin avulla:

Kvantituslähtöarvoa lähtökohtana pitäen kvantitinta muutetaan q = “V2 portain. Epäedullisimmassa tapauksessa kaikkia ulomman silmukan taajuusryhmiä vahvistetaan kertoimella 2. Jos kvanti- 18 1C5731 tinta voi vielä karkeuttaa 4 kertaa arvolla q = ”*/2, päästään siihen, että sisempi silmukka päätetään sallittuihin bitti-puitteisiin sopivalla tuloksella. Lähetystä varten varataan lähtöarvoon nähden 5 bitin poikkeama siten, että poikkeaman on mahdollista olla korkeintaan 31 lähtöarvosta. Sisempää silmukkaa ei siis enää kutsuta, jos on päästy jo 28: aan tai enempään, koska tässä tapauksessa ei enää ole varma, että lohko voidaan koodata sallitulla bittimäärällä.

Patenttivaatimuksissa 16 ja 17 on esitetty keksinnön mukaisia suoritusmuotoja, jotka parantavat psykoakustiikkaa siten, että psykoakustisia keinoja käytetään useamman lohkon kohdalla: Käytettyä, keksinnön mukaista menetelmää selitetään nyt esimerkin avulla. Jotta esimerkki voitaisiin pitää yksinkertaisena, taajuus ryhmien lukumääräksi oletetaan 2. Kulloinkin sallitun häiriön ym. arvot ovat myös esimerkkiarvoja, jotka valitaan toisella tavalla koodausmenetelmän käytännön toteutuksissa:

Sallittu häiriö = 0,1 * signaaliteho kunkin taajuusryhmän osalta. Tehoarvot on ilmoitettu ilman mittatietoa. Mittakaavan voi valita vapaasti, koska vain suhdetiedoilla, eikä absoluuttisilla summilla, on käyttöä.

9

Taajuusryhmä Teho Sallittu häiriö ensimm. lohko TR 1: 50. 5.

TR 2: 60. 6.

. toinen lohko: TR 1: 1000. 100.

TR 2: 100. 10.

" Unohtamistekijäksi", jolla tarkoitetaan sitä, että kulloinkin edellä olevan lohkon signaaliteho kuuluu vähemmän kulloinkin kysymyksessä olevan sallitun häiriön laskemiseen kuin kysymyk-. sessä olevan lohkon signaaliteho, valittakoon 2. Toisen lohkon . 19 105731 sallittu häiriö lasketaan sen jälkeen miniminä toisen lohkon tiedoista lasketusta sallitusta häiriöstä ja ensimmäisen lohkon tiedoista lasketusta häiriöstä, unohtamistekijällä korjattuna. Esimerkissä tulos toisen lohkon taajuusryhmän TR 1 osalta on: TR 1: lie min(2*5, 100) = 10 ja TR 2: lie min(2*6,10) = 10 sallittuna häiriönä.

Patenttivaatimuksen 22 tunnusmerkkinä on "bittisäästökassa": yksinkertaisimmassa tapauksessa, kuten jo WO-julkaisussa 88/01811 on kuvattu, jokaiselle lohkolle annetaan määrätty dataerä (bittilukumäärä) käyttöön. Niin kauan kuin koko yhteistä dataerää ei käytetä lohkon koodaukseen, "jäljelle | jäävät" bitit liitetäan”“seuraavan lohkon käytettävissä olevaan ; bittimäärään.

Tämän menetelmän keksinnön mukaisessa laajennuksessa sallitaan maksimaalinen alempi ja ylempi datamäärän summapoikkeama. Datamäärän summapoikkeamaa (datalohkojen bittilukumääräsummien poikkeama toivotusta vakio datamäärästä laskettavissa olevasta bittilukumääräsummasta) kutsutaan "bittisäästökassaksi".

Bittisäästökassa täytetään normaalikäytössä kulloinkin käytettävissä olevan bittilukumäärän sillä osalla, jota ei käytetä täysin hyväksi. Niin kauan, kun bittisäästökassan ylärajaa ( = summien bittilukumäärän poikkeaman alaraja) ei ole saavutettu, kullekin lohkolle annetaan käyttöön uudesta, vain keskimääräisestä datamäärästä laskettavissa oleva bittimäärä, ei kuitenkaan edeltävästä_____lohkosta kulloinkin "yli jääneitä" : bittejä.

Jos esim. signaalin tason noustessa voimakkaasti (esim. triangeli) yhden datälöhkon kohdalla ja viimeisen datalohkon sallittua häiriötä huomioiden (katso edellä olevasta tekstistä), lasketaan selvästi pienempi sallittu häiriö kuin se, • joka olisi otettu huomioon viimeisen lohkon tiedot huomioon 20 105751 ottaen, niin kysymyksessä olevan lohkon sisemmän iterointi-silmukan käyttöön annetaan enemmän bittejä koodausta varten ja summien poikkeama-arvoa (" bittisäästökassaa") korjataan vastaavasti. Lisäbittien lukumäärä valitaan siten, ettei suurin summien poikkeamaa ("bittisäästökassan vähimmäisvarantoa" ) voi ylittää. Edellä mainitussa esimerkissä lisä-bittien lukumäärän voisi laskea seuraavasti:

Toisen lohkon ensimmäisessä taajuusryhmässä sallittu häiriö olisi = 100., ellei ensimmäisen lohkon datatietoa otettaisi huomioon. Sallittujen häiriöiden välinen suhde, joko ottamalla huomioon viimeisen lohkon datasisältö tai sitä huomioon ottamatta, on siis 100/12 = 8,33, mikä on noin 10*log (8,33) = 9, 2dB.

Jos oletetaan, että kvantituksen aiheuttama melu silloin, kun käytetään yhtä lisäbittiä, yhtä arvoa kohden laskee noin 6dB, silloin tarvitaan taajuusryhmän kutakin spektriarvoa varten noin 1,5 bittiä, jotta päästäisiin pienempään sallittuun häiriöön. Bittisäästökassasta käytettävien bittien lukumäärä on siis esimerkissä 1,5* taajuusryhmän spektriarvojen lukumäärä.

Patenttivaatimuksen 21 tunnusmerkkinä on anto- ja otto-bittien tahdin synkronointi:

Kun koodausjärjestelmissä käytetään mielivaltaista suhdetta otto- ja antobittien tahdin välillä, syntyy se ongelma, että tarjottava bittien lukumäärä voi olla päättymätön murtoluku. Tällöin tarjottavan bittilukumäärän, joka olisi päättyvän : murtoluvun kohdalla mahdollinen, avulla tehty pitkäaikais- välitykseen perustuva synkronointi on pois suljettu. Oton ja annon erikseen joutuminen estetään säätelyllä, joka tarkkailee puskuritaltioinnin otto- ja anto-osoitinta. Jos etäisyys muuttuu pienemmäksi, bittilukumäärää pienennetään ja päinvastoin. Kun otto- ja antobittien tahdin välinen suhde on • vakio tai kun suhde otto- ja antobittien tahdin välillä 105731 21 vaihtelee tasaisena pysyvän keskiarvon puitteissa, riittää, jos tarjolla olevien bittien lukumäärää vaihdellaan kulloinkin 1 bitillä. Keskimääräisen arvon suurin poikkeama määrittää kuitenkin oletettavissa olevan pienimmän puskurin suuruuden. Tätä selitetään viittaammalla kuvion 4 yhteydessä konkreettiseen OCF-toteutukseen;

Ottoarvot ovat ositusarvoja, jotka toimitetaan vakiotaajuuk-silla. Anto on liitetty kanavaan, jolla on väkiohittimäärä. Täten on esitetty etukäteen otto- ja antobittitahdin välinen keskimääräinen vakioero. Koodaimessa kutakin lohkoa kohden annossa toistettu bittien lukumäärä, joka on bittisäästökassan vaatima, voi vaihdella^ Tämä tarkoittaa sitä, että on olemassa lohkoja, joita varten annossa toistetaan enemmän tai vähemmän kuin lohkoja varten keskimääräisesti tarjolla olevia bitti-lukumääriä (= = ottobittitahti/anto-bittitahti*lohkon pituus), joka voi olla ei-luonnollinen luku. Tämä heilahtelu tasataan annossa FIFO: 11a (rengaspuskurilla). FIFO-pituus valitaan bittisäästökassan suurimman sisällön mukaan. Jos kutakin lohkoa varten käytettävissä oleva keskimääräinen bittiluku-määrä on ei-luonnollinen luku, lohkolle on oltava tarjolla joko seuraavaksi suurempi tai seuraavaksi pienempi luonnollinen bittilukumäärä. Jos seuraavaksi suurempi tai seuraavaksi pienempi lukumäärä valitaan, FIFO-otto- ja antoilmaisimet ajautuvat joko toisiinsa kiinni tai toisistaan erilleen. Nimellisetäisyydestä määritetään tällöin nimellisetäisyydet kumpaankin suuntaan, joiden ylityksessä vaihdetaan seuraavaksi suuremmasta seuraavaksi pienempään (tai päinvastoin). Tässä yhteydessä annetaan ennalta lähtöarvoksi annettavalle bitti-lukumäärälle toinen näistä likiarvoista. Jos puskurin suuruus ; on riittävä, tämä säätely hyödyttää myös tämän lähtöarvon määritystä. Bittisäästökassan yhteydessä on otettava ennen huippujen vertailua huomioon bittisäästökassan sisältö.

Jos bittien lukumäärä vaihtelee usemmalla kuin yhdellä bitillä, tätä menetelmää voi käyttää silloinkin, kun mitään vakiokeskiarvoa ei ole käytettävissä. Huippujen eron perus- 22 *\ Γ·* ? " r? luo/ύi teella lasketaan tässä tapauksessa korjausbittien lukumäärä.

Patenttivaatimuksissa 18 ja 19 esitetään edelleen kehittely-muotoja, jotka mm. parantavat jälkipeittoa: keksinnön mukaisesti otetaan sallitun häirön laskemiseen mukaan edeltävien datalohkojen sisältämä signaalienergia, jolloin yhden data-lohkon sallitun häiriön vaikutus seuraavaan kulloinkin vähenee enintään määrätyllä kertoimella sen jälkeen kun on otettu huomioon kaikki muut kysymyksessä olevan sallitun häiriön määrittämiseen tarvittavat parametrit.

Tätäkin selitetään seuraavassa viittaamalla esimerkkiin:

Lohkossa 1 taajuusryhmän 1 sallittu häiriö on 20. Lohkossa 2 signaaliteho on TR 1:ssä 50. Jos taajuusryhmän oletettu sallittu häiröö olisi 0, 1* teho, sallittu häiriö olisi 5. Jos " jälkipeittokerroin" oletettaisiin kunkin lohkon kohdalla olevan -3 dB, mikä vastaa tehon puolittamista, silloin lohkon sallituksi häiriöksi lasketaan 10(=0,5 * 20).

Tämän lisäksi on mahdollista ryhtyä soveltamaan erilaisia bittimääriä: OCF: n iterointilohko jakaa lohkoa varten käytettävissä olevan bittimäärän kunkin taajuusryhmän "sallitun häiriön" syöttöä vastaten. Tuloksen optimoimiseksi "sallitun häiriön" laskeminen sopeutetaan käytettävissä olevan bittilukumäärän mukaiseksi. Tässä yhteydessä lähtökohtana on todellinen myötä-kuuntelukynnys, jota ei ylitetä vielä ESO: n mukaisella "sallitulla häiriöllä". Määrättyä bittimäärää vaadittu häiriöetäi-' syys valitaan siten, että keskellä saavutetaan häiriöspektrin tasainen kulku. Mitä alempana tarjottava bittien kokonaismäärä on, sitä vähemmän häiriöetäisyyttä kutakin ryhmää kohden vaaditaan. Tällöin rikotaan tosin sitä laskettua myötä- kuuntelukynnystä, joka syntyy yhä alhaisemmilla bittimäärillä kasvavilla lohkojen lukumäärällä, mutta tästä huolimatta pääs-' tään kuitenkin kokonaisuutena tasaisempaan häiriökulkuun.

23 λ f' f I V · i IU c / ό i Päinvastoin, suuremmalla bittimäärällä voidaan saavuttaa lisä-turvaetäisyys myötäkuuntelukynnykseen, mikä sallii esimerkiksi signaalin jälkikäsittelyn tai moninkertaisen koodauksen ja dekoodauksen.

Lisätoimenpiteenä on mahdollista käyttää kaistaleveyden rajoittamista määrättyjen taajuuskaistojen sammuttamisella ennen "sallitun häiriön"....... laskemista. Tämä voi tapahtua staat tisesti tai dynaamisesti, mikäli useissa peräkkäisissä lohkoissa pidetään vain..heikosti kiinni vaaditusta häiriö-etäisyydestä.

Silloin kun peitto putoaa jyrkästi alataajuuksiin päin, ts. sallitun häiriön laskemisen yhteydessä, on otettava erityisesti huomioon, että ainoastaan vähäinen peittoteho korkeista mataliin taajuuksiin ön olemassa. 1. lähestymisen yhteydessä ! laskettu sallittu häiriö korjataan sen vuoksi alaspäin silloin, kun kysymyksessä on voimakas energian nousu taajuus-! alueiden spektrissä alaspäin suuntautuvan siirtymän ala- ' puolella.

Keksinnön mukaisesti parannetaan lisäksi kvantituksen tunnistus käyrää: . Kvantituksen ja rekonstruktion yhteydessä otetaan huomioon kvantittamattomien arvojen tilasto. Nämä vähenevät kaartuvassa tunnistuskäyrässä jyrkän monotonisella tavalla. Tämän vuoksi jokaisen kvantitusintervallin odotusarvo ei ole intervallin keskellä, vaan siirtyneenä lähemmäs pienempiä arvoja (kuvio 5).

*

Pienimpien kvantitusvirheiden ylläpitämiseksi tarjolla on kaksi mahdollisuutta: a) Kvantitusominaiskäyrän syöttö: kvantitusominais käyrää ja kvantitettavien arvojen tilastollista jakautumaa käyttäen * jokaiselle kvantitusintervallille määritetään odotusarvo ja 24 -.1

{ U W l I

niitä käytetään taulukkona dekooderissa tehtävää rekonstruktiota varten. Tämän menetelmän etu on sen helpossa toteutettavuudessa ja vähäisessä laskernistarpeessa sekä kooderissa että dekooderissa.

b) Rekonstruktio-ominaiskäyrän syöttö: tämän ja syöttöarvojen todennäköisyysjakautuman mallin avulla on laskettavissa kvantitusominaiskäyrä, jota varten jokaisen kvantitusinter-vallin odotusarvo vastaa tarkalleen tämän intervallin rekonstruoitua arvoa. Tämä tarjoaa sen edun, että dekooderissa ei tarvita mitään taulukoita ja kvantitusominaiskäyrä on sovitettavissa kooderissa todellisen tilaston mukaiseksi, ilman että tästä tulisi ilmoittaa dekooderiin.

c) Kvantitusominaiskäyrän syöttö ja rekonstruktio-ominaiskäyrän laskeminen jokaista arvoa varten: ilmoitetulla kvanti- tusominaiskäyrällä ja funktiolla syöttötietojen todennäköisyysjakautumaa varten dekooderi pystyy laskemaan näistä kulloinkin rekonstruktioarvon. Tämä tarjoaa sen edun, ettei dekooderissa tarvita rekonstruktiota varten mitään taulukkoa. Tämän menetelmän haittapuoli on dekooderissa tarvittava suurempi laskemismäärä.

Claims

25 105751
1. Digitaalinen koodausmenetelmä akustisten signaalien ja varsinkin musiikkisignaalien siirtämistä ja/tai tallennusta « ------------- varten, jonka yhteydessä akustisen signaalin ositusarvot muunnetaan muuntimen tai suodinkentän välityksellä toisten ositus-arvojen jonoksi, jotka toistavat akustisen signaalin spektri-kokoonpanon, ja tämä toisten ositusarvojen jono kvantitetaan j vaihtelevalla tarkkui^^ffla^ vaatimusten mukaisesti ja koodataan osittain tai kokonaan optimaalikoodaimen avulla, ja jonka yhteydessä toisto tapahtuu vastaavalla dekoodauksella ja takaisinmuuntamisella, tunnettu siitä, että yhden datalohkon "sallitun häiriön" laskemiseen käytetään pitempiä signaaliosuuksia kuin mitä koodatan yhdessä lohkossa, tai laskentaohje on riippuvainen aikaisempien aikakaistojen tuloksista. ___
2. Patenttivaatimuksen 1. mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että sinänsä tunnetulla tavalla käytetään koodainta, jonka yhteydessä kvantitetun spektrikertoimen esiintymistodennäköisyys on korreloitu koodin pituuden kanssa siten, että koodisana on sitä lyhyempi mitä useammin spektri-kerroin esiintyy, ja että koodaimen taulukkokoon pienentämiseksi joko jonon useille osille tai yhdelle arvoalueelle osoi- * tetaan koodisana sekä tarpeen vaatiessa lisäkoodi.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että koodisana osoitetaan suoraan jono-elementin arvoalueen „vain yhdelle osalle, ja että kaikille tämän osa-alueen ulkopuolella oleville arvoille osoitetaan / yhteinen tunniste sekä, erityinen koodi.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1...3 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että koodaimena käytetään Huffman-koodia. 26 105731
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1...4 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että erityiskoodi on PCM-koodi.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1...5 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että n spektrikerrointa, jolloin na2, yhdistetään n-ryhmäksi ja koodataan yhdessä määrittämällä yksi koodisana.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1...6 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että varsinkin samannumeroiset spektrikertoimet vähintään kahdesta toisiaan seuraavasta lohkosta yhdistetään yhdeksi pariksi tai vastaavasti n-ryhmäksi ja koodataan yhdessä määrittämällä yksi koodisana.
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1...7 mukainen koodausmenetelmä, joka toimii OCF-menetelmän mukaisesti, tunnettu siitä, että toteutettujen iterointiaskelten lukumäärää, aloitus-kvantitusportaan korkeutta, spektrin sujumisen epätasaisuus-arvoa sekä laskennan kulusta saatuja muita tasotietoja vastaavista arvoista lasketaan kokonaisvahvistustekijä, joka lähetetään vastaanottimelle lisätietona yksittäisarvojen tilalla.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1...8 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että lisätieto kvantitusvaiheen muutoksista "sallitun häiriön" puitteissa pysymiseksi muodostetaan ja lähetetään yhteisesti yhden lohkon ylittävältä alueelta.
10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että lisätiedon koodaus tapahtuu ·.. vaihtelevan sanapituuden omaavan koodin kautta.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 1...10 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että signaalista riippuen käytetään erilaisia kooditaulukkoja ja että yhdessä koodattavien arvojen kanssa lähetetään tai tallennetaan käytettyjen koodi- ’ 27 105/31 taulukoiden numerot.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen koodausmenetelmä, t u n - , n e t t u siitä, että eri spektrikaistoja varten käytetään eri kooditaulukolta jaotti rajat eri kaistojen välillä annetaan ennalta kiinteinaT^aT välitetään signaalista riippuvina.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 1...12 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että dekoodaukseen käytetään taulukkoa, johon on tallennettu arvoparit, joista parin ensim- mäinen arvo kulloinkin sisältää osoitteen, johon on hypättävä jos dekoodattava arvo on "O", ja parin toinen arvo on osoite "1":n tapauksessa, ja että osoitetta ilmoittamattomat taulukkoarvot tarkoittavat koodisanaa.
14. Jonkin patenttivaatimuksen 1...13 mukainen koodaus- ! menetelmä, t u n n e lf~t”'u siitä, että osa eri pituisista koodisanoista järjestetään rasteriksi ja että muut koodisanat jaetaan jäljelle jääviin aukkoihin siten, että ilman täydellistä dekoodausta tai jos lähetys on virheellinen, koodisanan alku on löydettävissä helpommin.
15. Patenttivaatimuksen .14 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että jatkuvien, toisiaan seuraavien tärkey- • deltaan erilaisten tietojen välitysvarmuuden parantamiseksi käytetään samanetäisyyksistä rasteria, jonka rasteripituus vastaa lähetettävien tietojen keskimääräistä pituutta, ja että tärkeimmät tieto-osat____ järjestetään tähän rasteriin ja, että tarpeen vaatiessa tässä rasterissa olevien tärkeimpien tieto-osien lisäksi lähetetään myös vähemmän tärkeiden tieto-osien : sijainti.
16. Jonkin patenttivaatimuksen 1...15 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että seuraavan tietolohkon alun välittämiseksi siirtovirheen sattuessa lähetetään lohkon alun merkintä ja lisäksi entropiakoodin pituus 28 103731
17. Jonkin patenttivaatimuksen 1...16 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että yhden datalohkon "sallitun häiriön" laskemiseksi toteutetaan erilaisten taajuusryhmien signaalienergian analysointi ja että kussakin tapauksessa edeltävän lohkon arvot "unohtamiskertoimella" korjattuina sekä kysymyksessä olevan lohkon arvot yhdessä käytetään "sallitun häiriön" laskemiseen.
18. Jonkin patenttivaatimuksen 1...17 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että yhden datalohkon "sallitun häiriön" laskemiseksi käytetään viimeisen datalohkon energia-arvoja sillä tavalla hyväksi, että vähäisen amplituudin omaavat arvot, jotka seuraavat korkeampia amplituudeja, kvantite-taan vähemmän tarkasti.
19. Jonkin patenttivaatimuksen 1...18 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että laskettu sallittu häiriö-vähennetään nousun alapuolisen taajuusryhmän kohdalla kun havaitaan jyrkkä energiannousu korkeiden taajuuksien suuntaan.
20. Jonkin patenttivaatimuksen 1...19 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että keskimäärin pidetään tosin kiinni vakiodatamäärästä, mutta että yhtä lohkoa varten käy-tettäväksi asetettu tai lohkon vaatima bittilukumäärä voi poiketa keskimääräisestä datamäärästä, riippuen signaalin ominaisuuksista, tai lähetyskaavan kapasiteetistä tai koodauksen helpottamiseksi. .. 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen koodausmenetelmä, t u n - « · : n e t t u siitä, että koodausmenetelmän synkronoimiseksi mielivaltaisella otto- ja antobittitahtien välisellä suhteella antobittitahdin avulla luetun puskurin "täyttö" toimii annettavan bittilukumäärän säätösuuruutena.
22. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen koodausmenetelmä, 105731 29 tunnettu siitä, että yhden datalohkon koodaukseen käytettävissä olevaa bittimäärää muutetaan signaaliominaisuuk-sista riippuen siten, että toisaalta pidetään kiinni keskimäärin tasaisesta datamäärästä eikä summan poikkeama tästä keskiarvosta ole suurempi kuin etukäteen määritetty arvo, eikä pienempi kuin toinen etukäteen määritetty arvo, ja että toisaalta sellaisille signaalikohkoille, joissa yksittäisten taajuusryhmien singaalitehon ja kulloinkin "sallittavan häiriön" välinen etäisyys on suurempi, osoitetaan suurempi todellinen datamäärä "käytettäväksi asetettujen bittien määränä" kuin vähäisemmän etäisyyden omaaville signaali-lohkoille.
23. Jonkin patenttivaatimuksen 20...22 mukainen koodausmenetelmä, t u n n e t t u__si_itä, että yhtä lohkoa varten käytet-! tävissä olevista biteistä vähennetään se lisätietojen vaatima j bittilukumäärä, joka siirretään samalla kanavalla. - vMittri.lt* 1 , _
24. Jonkin patenttivaatimuksen 20...23 mukainen koodausmene- telmä, tunnettu siitä, että kun käytetään yhtä syn-kronisanaa varten erityistä bittiyhdistelmää lohkon syn-; kronointia varten synkronisana ja kaikki sattumalta synkroni- sanan kanssa identtiset bi11iyhdistelmät erotetaan toisistaan tietoisesti mukaan liitetyllä lisäbitillä. •
25. Jonkin patenttivaatimuksen 20...24 mukainen koodausmenetelmä, tunne t t u siitä, että ulompi iterointisilmuk-ka murretaan, jollei sisempää silmukkaa voi päättää varmasti suurimman iterointilukumäärän puitteissa.
26. Jonkin patenttivaatimuksen 1...25 mukainen koodausmenetelmä, tunnett u siitä, että alueet, joilla "sallittu häiriö" on suurempi kuin signaalin energia, sammutetaan.
27. Jonkin patenttivaatimuksen 1...26 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu ......siitä, että syntyvä sammutettujen 30 105751 arvojen jono koodataan sivuinformaatioon kuuluvan bitin avulla.
28. Jonkin patenttivaatimuksen 1...27 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että sammutettujen arvojen muodostama jono koodataan arvolla taulukosta, joka sisältää mahdolliset kvantitusporraskorkeudet kullekin sivuinformaation taajuusryhmälle.
29. Jonkin patenttivaatimuksen 1...28 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että kvantitus ja rekonstruktio on sovitettu toisiinsa siten, että kvantitusvirheet ovat keskimäärin minimaalisia.
30. Jonkin patenttivaatimuksen 1...29 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että rekonstruoitujen arvojen laskeminen tapahtuu vastaanottimessa sellaisen taulukon avulla, joka on tehty kvantitusintervallin ottoarvojen todellisten odotusarvojen välittämisen perusteella.
31. Jonkin patenttivaatimuksen 1...30 mukainen koodausmenetelmä tunnettu siitä, että kvantitus tapahtuu taulukolla, joka on laskettu rekonstruktio-ominaiskäyrän ja otto-tietojen todennäköisyysjakautuman perusteella.
32. Jonkin patenttivaatimuksen 1...31 mukainen koodausmenetelmä, tunnettu siitä, että rekonstruointia varten kvantitusominaiskäyrän ja dekooderiin tulevien ottotietojen todennäköisyysjakautuman välityksellä kullekin yksittäiselle kvantitetulle arvolle lasketaan rekonstruktioarvo siten, että kvantitusvirheet ovat minimaalisen pieniä. 105731 • . 31