JPH05502983A - 信号伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 信号伝送方法 本発明は、請求項１の上位概念による信号伝送方法に関する。

例えば無線伝送、ケーブル伝送、衛星伝送のようなオーディオ信号の伝送におい て、また記録装置において、アナログオーディオ信号を所定の分解能でディジタ ルオーディオ信号に変換し、その形式で伝送して、再生時に再びアナログ信号に 変換することは公知である。ディジタル伝送によって、例えば再生時に著しく大 きなＳＮ比が得られる。

この種の信号の伝送に必要な帯域幅は実質的に、時間単位あたりに伝送されるべ きサンプリング値の個数ならびに分解能によって決まる。

実地においては、狭帯域のチャネルで間に合わせることができるようにする目的 で、あるいは広帯域のチャネルを介してできるかぎり多数のオーディオ信号を同 時に伝送できるようにする目的で、伝送に必要な帯域幅をできるだけ小さく抑え るようにする、とし１う要求が存在する。必要な帯域幅は、サンプリング値を減 らすことによって、あるいはサンプリング値あたりのビット数を減らすことによ って、それ自体低減される。

しかしこのような解決手段は、通常、再生品質の劣化を招く。

ドイツ連邦共和国特許第３５０６９１２号公報による公知の方法の場合、再生品 質を改善する目的でディジタルオーディオ信号を時間的に相続く区間に分解し、 それぞれの時間区間に関して信号のスペクトル成分を表わす短時間スペクトルに 変換する。この短時間スペクトルにおいては、聴取者によって知覚されない、つ まり無線技術的な意味において重要でない成分は、一般的に心理音響的法則性に 起因して、時間領域の場合よりも容易に見出され得る。これらの成分は、伝送時 にほとんど重み付けされないようにするか、あるいは完全に除去される。これに より伝送時に、さもなくば必要とされるデータの相当な部分が省略され、その結 果、平均ビットレートが著しく低（なり得る。

しかし時間区間の形成により周波数分解能が損なわれる。何故ならば、元の信号 のスペクトルに付加的に、窓の最初と最後における信号の立ち上りと立ち下がり が加えられるからである。ｍ波数分解能の改善は、窓関数の側縁の僅かな傾斜お よび窓内での側縁領域の拡張により達成される。この解決策の場合、互いに隣り 合う時間区間のオーバーラツプが必然的に必要である。

窓関数がいかなる領域においてももはや一定の値をもたなくなるまで側縁領域を 拡張する場合、互いに隣り合う時間区間を５０％だけオーバーラツプさせる必要 がある。これによりサンプリング値の個数およびこれに相応してデータ量が２倍 になる。

Ｊ、Ｐ、Ｐｒ１ｎｃｅｎと＾、Ｂ、　Ｂｒａｄｌｌ著の刊行物１＾ｎａｌｙｓｉ ｓ／５ｙｎｔｈｅｓｉｓ　Ｆｉｌｔｅｒ　Ｂａｎｋ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｂａ５ｅｄ 　ｏｎ　Ｔｉｍｅ　Ｄ。

ｍａｉｎ　Ａｌｉａｓｉｎｇ　Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ’　、　＋ＥＥＥ　Ｔ ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ。

ＡＳＳＰ−３４，Ｎｏ、５．　Ｏｃｔ、１９８６．　ｐｐ、　１１５３−１１６ １；およびＪ。

Ｐ、Ｐｒ１ｎｃｅｎ、　Ａ、Ｗ、ＪａｈｎｓｏｎおよびＡ、Ｂ、　１ｌｒａｄ　 ｌｅｙ著の”５ｕｂａｎｄ／Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｕｓｉｎｇ　 Ｆｉｌｔｅｒ　Ｂａｎｋ　ＤｅｓｉｇｎＢａｓｅｄ　ｏｎ　Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａ ｉｎ　Ａｌｉａｓｉｎｇ　Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ”　、　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔ 、　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ、　５ｐｅｅｃｈ　ａｎ ｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　１９８７．　ｐ、２１６１−２１６ ４によって、以下のこと自体は公知である。即ち、相続く時間区間の５０％のオ ーバーラツプの場合、１つおきにサンプリング値を符号化することによって、デ ータ量は再び元の値まで低減される。この文献に記載された方法を用いると、逆 変換後に時間区間を継ぎ合わせたときに、サブサンプリングにより生じたエリア シング成分が相殺される。

１つの時間区間内における振幅変化の場合、例えばブロックの経過中にはじめて 休止状怒から信号が開始する場合、それらの信号は伝送後に感知可能な障害と重 畳されることが判明した。感知可能である理由は、これらの障害もやはり信号の 発生前に生じており、したがって十分に遜蔽されないからである。

これらの障害は例えば、短時間スペクトルに重畳される量子化雑音によって生じ る可能性がある。逆変換後、この雑音成分は時間領域のブロック内全体で現われ る。

これらの障害を低減する目的で、レベル変化の生じたブロック内の信号を圧縮し 、逆変換後に伸長することができる。しかし圧縮を実施するためのレベルの強調 がブロック全体には及んでいない場合、他のブロック領域内の信号成分はエリア シング成分と結合され、このエリアシング成分は伸長によっても解消（キャンセ ル）できない。

したがって本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法において、変換されるべぎ 信号の分析精度の改善と、著しい信号変化の際のＳＮ比の改善とを組み合わせる ことにある。

この課題は、請求項１の上位概念に記載の方法において、特徴部分に記載された 特徴的方法により解決される。

つまり本発明による方法は、僅かなレベル変化しか受けていない信号の場合には 、高い分析尖鋭度（シャープネス）を生じさせる窓関数を用いたオーバーラツプ したブロックを用いる。所定の閾値を上回るレベルの跳躍的変化が検出された場 合には、窓関数を変化させる。

このような変化された窓関数は僅かなオーバーラツプしか有していない、あるい は全くオーバーランプを有していない。そして変換後に生じる短時間スペクトル はもはやサブサンプリングされず、完全にサンプリングされる。これによりここ ではエリアシング成分が生じることはない、この場合、オーバーランプ領域内で スペクトル値が重複して生じるために符号化されるべきデータ量が増加すること は、甘受される。変化された窓関数により重み付けされた信号に対して圧縮を行 なうことができ、さらにこれとともに後続の相補的な伸張を行なうことができる 。これにより、ブリエコ−（ｐｒｅ−ｅｃｈｏ　）とも称される、逆変換後のレ ベルの跳躍的変化の前に現われる障害が低減される。

レベルの跳躍的変化の後、信号は再びオーバーラツプしたブロック内で処理され る。

有利な実施形態は、請求の範囲、明細書、および実施例を説明する図面により明 らにされる。

第１図は、本発明の基本的な手順ステップを有する７Ｏ−ｆ４ｒ−トであり、第 ２図は、”Ｐｒ１ｎｃｅｎ　＆　Ｂｒａｄｌｅｙ”の文献による方式を使用した 場合の有効信号とエリアシング成分とを表わす図であり、第３図は、信号の跳躍 的変化の際の窓関数の時間順序を示す図であり、第４図は第３図と頭領した図で あるが別の窓関数により表わされた図であり、第５図は、”Ｔｉｍｅ　Ｄｍａｉ ｎ　Ａｌｉａｓｉｎｇ　Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ”一方式の使用に適した窓関 数を示す図であり、第６ａ−ｄ図は、ブロックの経過中に現われる元の信号と変 換後の信号とを表わす図であり、第７図は、サブブロックへの分割を示す図であ り、第８図はブロックの重量された窓関数を示す図であり、第９図は、圧縮を伴 うブロックと圧縮を伴わないブロックの内部のエネルギー特性経過を示す図であ り、第１０図は、サブブロックのエネルギー算出のためのオーバーラツプしてい ない窓における、信号の跳躍的変化の際の強調されていない信号と強調された信 号とを示す図であり、さらに第１１図は第１０図と頭領した図であるがサブブロ ックのエネルギー算出のために５０％オーバーラツプした窓を用いて表わされた 図である。

第１図に示されたフローチャートには、本発明の方法を実施するための個々の手 順ステップが示されている。

この方法の出発量はアナログ信号を形成しており、この信号は手順ステップ１に よってディジタル信号に変換される。この信号において、振幅値はサンプリング 値としてディジタル形式で符号化されて表わされる。

手順ステップ２において、相前後する一連のサンプリング値を、この場合には１ ０２４個のサンプリング値を選択することにより、連続する信号から窓が形成さ れる。

手順ステップ３において、所定の閾値を越えているレベルの跳躍的変化に関して 判定を下す、レベルの跳躍的変化がない場合には、手順ステップ４へ進む。

手順ステップ４において、選択されたサンプリング値からブロックが形成される 。これらのブロックは時間的に５０％だけオーバーラツプしている。つまり、互 いに隣り合うブロック内には部分的に同じサンプリング値が存在するが、ただし それらは異なる位置で存在する。したがって目下のブロックの第１半部内に存在 するサンプリング値は、先行するブロックの第２半部内に存在するサンプリング 値に相応する。

手順ステップ５において、これらのブロック内に含まれる信号区間が分析窓によ り評価される。これによりブロック境界において穏やかな信号開始および終了が 生じ、これにより後続の変換の際に分析尖鋭性が高められる。

手順ステップ６により、これまで時間的に離散していた信号が周波数的に離散し た信号に変換される。したがって振幅値の代わりにスペクトル値が生じ、このス ペクトル値はそれぞれ実数部と虚数部とを有する。

さらに手順ステップ７において、疑似量と疑似位相による表現へのスペクトル値 の変換が行なわれる。これらのスペクトル値は、ドイツ連邦共和国特許第３５０ ６９１２号公報に記載されているように、伝送方式に対して準備処理されており 、適合化されている。スペクトル値の変換に関連して、これと同時にサブサンプ リングも実施される。この結果、伝送されるべき値の個数は再び元のサンプリン グ値の個数と一致する。

つまりブロックの５０％のオーバーラツプに起因するデータがの重複は、再び解 消されたのである。

８で示されている手順ステップ内には、複数個の個別のステップがまとめられて おり、それらのステップには、符号化と、必要に応じてデータ低減と、伝送と、 さらに復号化とが含まれている。これらの手順ステップは、ドイツ連邦共和国特 許第３５０６９１２号公報に応じて実施することができる。

次に手順ステップ９において、手順ステップ６とは逆の変換が行われるが、この 変換は、先行のデータ低減において心理音響的に冗長な成分の取り除かれた修正 された信号に対して行われる。逆変換の結果、連続的な信号の信号区間を形成す るブロックの形状の、再び時間的に離散した信号が得られる。しかしこれらのブ ロック内には、元のサンプリング値の半分だけしか存在しない。

これに続く手順ステップ１０において、合成窓によるブロックの重み付けが行わ れる。この合成窓関数は、手順ステップ５における分析窓を用いた重み付けによ り生じた信号の歪みがこの合成窓関数により再び補償されるように構成されてい る。ここで用いられる合成窓関数は２つの判定基準を満たしている。まず第１に 、この合成窓関数は、オーバーラツプ領域において相応の分析窓を用いることに よりｌになるように補完される。第２に、ブロックｎに対する合成窓と乗算され た、オーバーラツプ領域の中央で左右対称である分析窓と、オーバーラツプ領域 内のブロックｎ＋１に対する合成窓と乗算された、オーバーラツプ領域中の中央 で左右対称な分析窓との差は、ゼロに等しい、この後者の判定基準には、エリア シング成分の補償が含まれる。

手順ステップ１１において、５０％だけオーバーラツプしたブロックが互いに加 算され、その際、オーバーラツプされるべきブロック内のエリアシング成分が、 それぞれ逆極性で現われるので、これにより加算時にそれがゼロになるように補 償される。

手順ステップ１２において、窓の形成された信号区間を有するブロックを順次押 入することにより、連続的なサンプリング値が形成される。

さらに、１３で示された最後の手順ステップにおいて、ディジタル形式で符号化 されたサンプリング値の、アナログ信号への変換が行われる。このアナログ信号 は客観的には成分が不足しているが、主観的には元の信号と同じものとして感じ る。

これに対して、手順ステップ３における判定においてレベルの跳躍的変化が生じ たときには、次に手順ステップ１４へ進む。

手順ステップ１４において、選択されたサンプリング値から、時間的にオーバー ラツプしていないまたは５０％よりも僅かにしかオーバーラツプしていないブロ ックが形成される。

手順ステップ１５において、これらのブロック内に含まれる信号区間が、急峻な 側縁経過を有する分析窓によって評価される。

手順ステップ１６において圧縮が行われる。

手順ステップ６に相応する手順ステップ１７によって、これまで時間的に離散し ていた信号から周波数の離散した信号への変換が行なわれる。これにより振幅値 の代わりに、実数部と虚数部とを有するスペクトル値が生じる。

さらに手順ステップ１８において、疑似量および疑似位相による表現へのスペク トル値の変換が行われる。

このスペクトル値は、ドイツ連邦共和国特許第３５０６９１２号公報に記載され ているような伝送方式に対して準備処理されており適合化されている。しかし手 順ステップ７とは対照的に、サブサンプリングは行われない。

手順ステップ８に相応する、１９で示された手順ステップ内には、複数個の個別 のステップがまとめられており、これらのステップには、符号化と、必要に応じ てデータ低減と、伝送と、さらに復号化とが含まれている。これらの手順ステッ プは、ドイツ連邦共和国特許第３５０６９１２号公報に応じて実施することがで きる。

次に手順ステップ２０では手順ステップ９と同じように、手順ステップ１７ない し６とは逆の変換が行われるが、この変換は、先行のデータ低減において心理音 響的に冗長な成分の除去された修正された信号に対して行われる。この逆変換の 結果、連続的な信号の信号区間を形成するブロックの形状の、時間的に離散した 信号が再び得られる。しかしこれらのブロック内には、元のサンプリング値の半 分しか存在しない。

手順ステップ２１において伸張が行なわれる。

これに続く手順ステップ２２において、合成窓を用いたブロックの重み付けが行 われる。この合成窓関数は、手順ステップ１５における分析窓を用いた重み付け より生じた信号の歪みが再び補償されるように構成されている。

手順ステップ２３において、互５ｓｌニオーバーランプするまでブロックが加算 される。

その後、既に述べたような共通の手順ステップ１２および１３が実施される。

第２図には、Ｐｒ１ｎｃｅｎとＢｒａｄｌｅｙによる＋Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ Ａｌｉａｓｉｎｇ　Ｃａｎｃｅｌ１℃１ｏｎ一方式によって生じるであろう１つ の変換ブロックにおける有効信号とエリアシング成分とが示されている。これら のエリアシング成分は、対称Ｍｔ、／４ないし３℃。／４におけるブロック半部 の有効信号の鏡像により生じる。５０％だけオーバーラツプした互いに隣り合う 隣接ブロックによるオーバーラツプした加算により、エリアシング成分が強調さ れる。何故ならば、それらの成分はそこにおいて相応の逆の極性を有するからで ある。したがって正変換／逆変換後に正しい有効信号が再生される。

ブロックが別個に圧縮され、続いて”Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ａｌｉａｓｉｎ ｇ　Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ”方式にしたがって処理されるとしたら、この圧 縮プロセスを伸長してもはや解消できない０例えば最初のブロック４半部の信号 を強調すると、強調されたそれらの信号成分は２番目のブロック４半部において エリアシング成分として現われ、有効信号と加算的に結合される。圧縮により変 化したこれらのエリアシング成分は、ｌｉＩ接するブロックのエリアシング成分 を用いても、もはや補償することはできない。

したがって圧縮実施前、信号の跳躍的変化の検出時に、著しくオーバーラツプし たブロックが生じていない他の窓へ切り換えられ、これらのブロックに対して” Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ａｌｉａｓｉｎｇ　Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ”方式 はもはや用いられない、この種のブロックの時間順序は、以下の第３図および第 ４図に示されている。

第３図には、信号の跳躍的変化の検出時に重み付けのために用いられる窓関数の 表示とともに、ブロックの時間順序が示されている。この場合、信号の跳躍的変 化中、オーバーラツプしたブロックは生じない。

ライン１は、先行のブロックおよび後続のブロックと５０％だけオーバーラツプ したブロックが示されている。エリアシング成分は両方のブロック半部に現われ ている。

ライン２には、後続のブロックとは０％でオーバーラツプしたブロック始端が示 されている。エリアシング成分は第１のブロック半部にしか現われていない。

何故ならばこのブロックの最後の４半部は０に等しいからである。

ライン３には、方形の窓関数により評価された、同じブロック長であるがオーバ ーランプのないブロックが示されている。このブロックにおいて、ブロック長の 一部分にわたる信号の圧縮および伸長を実施することができる。

ライン４には、先行のブロックと０％でオーバーラツプしたブロック終端が示さ れている。エリアシング成分は第２のブロック半部においてのみ現われる。何故 ならばこのブロックの最初の４半部はゼロに等しいからである。

ライン５には、ラインエで示したブロックに相応するブロックが再度、示されて いる。このブロックは、先行のブロックおよび後続のブロックと５０％だけオー バーラツプしている。

第４図には、信号の跳躍的変化の検出時に、重み付けに用いられる窓関数の表示 とともに、ブロックの時間順序が示されている。この場合、信号の跳躍的変化中 、６．２５％だけオーバーラツプしたブロックが生じる。

ライン１には、先行のブロックおよび後続のブロックと５０％だけオーバーラツ プしたブロックが示されている。エリアシング成分は両方のブロック半部に現わ れている。

ライン２には、後続のブロックと６．２５％でオーバーラツプしたブロック始端 が示されている。エリアシング成分は第１のブロック半部にしか現われていない 。何故ならばこのブロックの最後の４半部はＯに等しいからである。

ライン３には、方形の窓関数により評価された、同じブロック長であるがオーバ ーラツプのないブロックが示されている。このブロックにおいて、ブロック長の 一部分にわたる信号の圧縮および伸長を実施することができる。

ライン４には、先行のブロックと６．２Ｓ％だけオーバーラツプしたブロック終 端が示されている。エリアシング成分は第２のブロック半部においてのみ現われ る。何故ならばこのブロックの最初の４半部はゼロに等しいからである。

ライン５には、ラインｌで示されたブロックに相応するブロックが再度、示され ている。このブロックは、先行のブロックおよび後続のブロックと５０％だけオ ーバーランプしている。

ここにおいてレベルの跳躍的変化の領域で用いられている窓は、コサイン関数に 相応する平均的な７定の経過特性および側縁を有する。側縁領域に存在するオ− ／＜−ラップにより、変換後、第１図によるオーバーラツプのない方形ブロック の場合よりも１２．５％だけ多い個数のスペクトル値が生じる。

符号化の際にこのことが考慮されるようにする目的で、複数ブロックに及ぶビッ ト割当て（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｂｌ。

ｃｋ−ｅｎｃｏｍｐａｓｓｉｎｇ　ｂｉｔ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　）　、いっ そう粗い量子化、またはあまり重要でないスペクトル値の抑圧が行われる。

第５図には、Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ａｌｉａｓｉｎｇ　Ｃａｎｃｅｌｌａｔ ｉｏｎ’方式の使用に適した窓関数が示されている。つまり分析窓および合成窓 であって、この場合、合成窓関数は、任意に選択された本発明による分析窓関数 から、以下の式にしたがって算出されたものである・ａｎ−１（ＴＥ／２−ｔ） ｓ　（ｔ）　＝　；　ＯＫ　ｔ≦ＴＢ／２ａｎ（ＴＢ／２　−　し）　＊　６． ＋、（ｔ）”　’ｎ（セ）　”　”ｎ＋１（ＴＢ”’　−ｔ）ａｎく丁Ｂ／２− 　セ） ５　（ｔ）＝　ｊｏｌｔ≦ＴＢ１２ ｎ＋１ ａｎ（ＴＢ／２−　ｔ）　”　ａ、＋１（ｔ）　＋　ａｎ（ｔ）　”　ａｎ＋１ ．（τＢ／２−　ｔ）この式は以下のことを意味する ａ、（ｔ）はブロックｎのための分析窓関数であり、ｓ、（ｔ）はブロックｎの ための合成窓関数であり、ａ、、１（ｔ）はブロックｎ＋１のための分析窓関数 であり、 Ｓ、、１（ｔ）はブロックｎ＋１のための合成窓関数であり、さらに、 Ｔ３はブロック時間である。

この式を使用する場合、分析窓および合成窓により評価された信号が１になるよ うに補完されてエリアシング成分が補償される。

本発明による方法において考慮された事例が、即ち信号が静止状態から突然現わ れ、この出現が１つのブロック内で、例えばそのブロックの第２半部にある事例 が、以下の第６ａから第６ｄ図において扱われている。第６ａ図には、時間領域 に関してこの事例が示されている。変換された信号が第６ｂ図に示されている。

符号化の際の量子化エラーにより、第６ｂに示されたスペクトルに障害スペクト ルが重畳されて、第６ｃ図に示されたスペクトルが生じる。逆変化後、この障害 スペクトルは、信号が発生してから影響を及ぼすのではなく、第６ｄ図に示され ているように、ブロックの始めにおいて既に作用を及ぼしている。プリマスキン グ効果は、ボストマスキング効果よりも僅かであるので、この障害は聞こえてし まう恐れがある。変換および伝送前のブロック内における相応の圧縮および、伝 送および逆変換後の伸長により、ＳＮ比を著しく改善することができる。

この目的で、第７図に示されているように、各ブロック１１６．１１７．、、　 はサブブロックに分割されている。これらのサブブロック１１９．１２０．１２ １゜１．はブロックエツジを除いて、それらのブロックがそれぞれ半分だけオー バーラツプするように、等しい時間長をを有する。ブロックエツジには、半分の 時間長のサブブロック１１８によるオーバーラツプが存在する。互いにオーバー ラツプしたこれらの方形のサブブロック内において、平均信号エネルギーが算出 される（時間区間のエネルギーがその時間区間の長さで除算される）。

後続のステップにおいて、第８図に示されているように、最初は方形のサブブロ ック１１９．１２０．１２１、、、がｃ　ｏ　ｓ’−窓関数１２２で評価される 。残りのサブブロックの半分の時間長しか有していないブロックエツジにおける 時間区間は、　ＣＯ５！−半窓１２３により重み付けされる。互いにオーバーラ ツプしている重み付は関数は、信号ブロックの各時点ごとに１になるように補完 される。

第９図には以下のことが示されている。即ち、実線で示されている検出された平 均エネルギーに応じて、サブブロック１１９，１２０．１２１内の信号が増幅ま たは減衰されて、破線で示されているように、サブブロック１１９．１２０．１ ２１．、、における平均エネルギーがほぼ等しくなる様子が示されている。見や すく表わす目的で、ここではブロックは破線では示されていない、信号の増幅お よび減衰によっても、ブロック有効エネルギーと、符号化により生じたブロック 障害エネルギーとの比は変化しない、他方、この処理により、すべてのサブブロ ックにおいて等しいＳＮ比が生じるようになる。つまりＳＮ比に関しては、サブ ブロックの大きさに相応するブロックを始めから窓の形成により選択した場合と 同じものが得られる。しかし、比較的短いブロックの前述の欠点は回避される。

心理音響的な理由から、オーバーラツプしているサブブロックは、好適には約２ 〜４ｍｓの時間長に選定されている。４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数で約 １０００個のサンプリング値を有するブロックの場合、これは約１０〜２０のサ ブブロックの形成に相応する。さらに心理音響的理由から、信号の増幅は例えば ４０ｄＢの最大値に制限しなければならない。

増幅係数は量子化すればそれで十分であって、その際、量子化段階で必要な付加 的なデータを制限するためには、この量子化を比較的粗く実行すればよい。この 量子化は、比較的小さな増幅係数に対しては、比較的大きな増幅係数よりも小さ な量子化ステップの大きさが選定されている。この場合、この量子化は、強調さ れたサブブロックにおける平均エネルギーが、検出された最高の平均エネルギー を有するサブブロックつまり参照ブロックにおける平均エネルギーを上回らない ように選定されている。このようにして、ブロック有効エネルギーとブロック障 害エネルギーとの比における利得さえも得ることができる。この場合、もはやＳ Ｎ比はすべてのブロックでは等しくな（、単に近似的に等しいだけである。

信号の圧縮が行なわれるサブブロックだけがオーバーラツプしている窓関数によ り重み付けされ、しかし増幅係数の算出のための平均的な信号エネルギーを検出 するために用いられるサブブロックは重み付けされない場合、信号の跳躍的変化 の検出時に突出した増幅係数が生じる恐れがある。

第１０図にはこの事例が、理想的な方形の跳躍的変化として示されている。強調 されていない信号経過が１２６で示されており、強調された（ｇ号経過が１２７ で示されている。小文字ａ　Ｏ−ａ　８は強調係数を表わしており、これはある いは増幅係数とも称せられる。

跳躍的変化の側縁とサブブロックの境界とが一致しないときに、突出が生じる。

別の実施形態によれば、この突出を小さく抑える目的で、平均的な信号エネルギ ーの検出は、５０％のオーバーラツプを有するブロックにおいても行なわれ、し かもこれは方形の窓により行なわれる。それらはサブブロックに直接相応し、そ れらにおいて信号が増幅される。第１１図にはこの処理による結果が、信号にお ける等しい跳躍的変化として示されている。やはり１２６によって強調されてい ない信号が示されており、ざらにここでは１２８によって強調され増幅された信 号経過が示されている。

これまで説明してきた方法を完全なオーディオ信号に用いる場合、増幅係数はエ ネルギーの十分なスペクトル成分に対してのみ正しい、何故ならば実買的にそれ らにより係数が決定されるからである。オーディオ信号の場合、約３ｋＨｚまで のスペクトル成分がほとんど常に最も多くのエネルギーを有する。

約３ｋＨｚまでのエネルギーの十分なスペクトル成分のための方法が最高の再生 精度を有するならば、僅かなエネルギー成分を有する比較的高い周波数における 信号の跳躍的変化により、符号化の際に比較的大きな不瑣確さが生じる可能性が あり、このことによって場合によっては聞き取れる障害が生じる。

伝送および符号化の前に信号に対してプリエンファシスを行ない、伝送および復 号化の後にデエンファシスを行なうこともできる。

Ｆｉｇ、１ ２、外定の式１：よＳ′ＴＩ′朽２ｈｔか一４級隻Ｆｉｇ、′：Ｉ− Ｆｉｇ、３ 国際調査報告 匡際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．信号伝送方法であって、該信号を窓によって相続く複数個のブロックに分割 し、それぞれ変換によりスペクトルに変換し、さらに該スペクトルを符号化して 伝送し、伝送後に復号し、逆変換により再び部分信号に変換し、さらに該部分信 号を含むブロックを再び互いに継ぎ合わせるようにし、この場合、前記信号をレ ベル変化に関して評価する形式の信号伝送方法において、 ａ）所定の値よりも小さいレベル変化の場合、前記信号を、互いに５０％だけオ ーバーラップしているブロックに分割し、該ブロック内に含まれる信号区間を分 析窓により重み付け評価し、エリアシング成分の補償を伴うサブサンプリングを 可能にする方式による変換を、例えば“Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ａｌｉａｓｉ ｎｇ　Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ”方式による変換を行い、逆変換後、部分信号 を含むブロックを合成窓を用いて重み付け評価し、再びオーバーラップさせて互 いに継ぎ合せるようにし、 ｂ）所定の値よりも大きいレベル変化の場合、前記信号を、互いに５０％よりも 僅かしかオーバーラップしていない、あるいはオーバーラップしていない複数個 のブロックに、あるいはオーバーラップしていない複数個のブロックに分割し、 該ブロック内に含まれる信号区間を完全にサンプリングし、さらに前記信号を変 換前に圧縮し逆変換後に伸張するようにしたことを特徴とする信号伝送方法。
2. ２．レベル変化を検出するために、少なくとも２つのブロックにわたる時間区間 の、信号に含まれるエネルギーを検出し、前記時間区間のうち新しい方の領域の エネルギー値と古い方の（先行の）領域のエネルギー値とを比較するようにした 請求項２記載の方法。
3. ３．合成窓の窓関数を、オーバーラップ領域における相応の分析窓の窓関数に依 存して式、 ▲数式、化学式、表等があります▼； ▲数式、化学式、表等があります▼ にしたがって算出するようにし、この場合、ａｎ（ｔ）はブロックｎのための分 析窓関数を、Ｓｎ（ｔ）はブロックｎのための合成窓関数を、ａｎ＋１（ｔ）は ブロックｎ＋１のための分析窓関数を、 ｓａ＋１（ｔ）はブロックｎ＋１のための合成窓関数を、さらに、 Ｔａはブロック時間を表わし、 さらに５０％オーバーラップしていないブロックをサブブロックに分割し、さら に信号を、圧縮時にはサブブロックにおける平均信号エネルギーに依存して当該 サブブロックにおいて増幅（強調）および／または減衰し（低下させ）、伸張時 には相補的に処理するようにした、請求項１または２記載の方法。
4. ４．時間に依存する増幅および／または減衰の最大限変化を制限するようにした 、請求項３記載の方法。
5. ５．サブブロックへのブロックの分割を、時間区間にわたって一定の値を有する 窓関数を用いた重み付けにより行なうようにした、請求項３または４記載の方法 。
6. ６．窓関数を互いにオーバーラップさせ、ブロックをその両縁部では半分の時間 幅の窓関数で重み付けするようにした、請求項５記載の方法。
7. ７．ブロックを別の“ソフトな”窓関数で重み付けするようにし、該窓関数は一 定の特性経過を有しており、サブブロックの境界ではゼロになるようにし、さら にブロック全体において一定の重み付け値が形成されるように、例えば１になる ように補完されるようにした、請求項６記載の方法。
8. ８．前記窓関数は、ブロックエッジ以外ではｃｏｓ１−窓に相応するハニング窓 であり、ブロックエッジではｃｏｓ１−半窓である、請求項５〜７のいずれか１ 項記載の方法。
9. ９．各サブブロック内の信号を一定の係数で増幅または減衰するようにした、請 求項５〜８のいずれか１項記載の方法。
10. １０．前記増幅係数（減衰係数）を、サブブロック内の平均エネルギーに相応す る検出区間としての信号区間から導出するようにした、請求項９記載の方法。
11. １１．前記検出区間もサブブロックのように、時間区間にわたって一定の値を有 する窓関数によるブロックの重み付けによって得るようにした、請求項５〜８の いずれか１項記載の方法。
12. １２．有利には前記窓関数を互いにオーバーラップさせるようにした請求項１１ 記載の方法。
13. １３．前記検出区間内の平均エネルギーのために尺度数値（区間持続時間で除算 されたエネルギー）を形成するようにした、請求項１３記載の方法。
14. １４．１つのブロックの検出区間のための尺度数値を、１つの検出区間の尺度数 値、例えば最大尺度数値を有する検出区間の尺度数値に関連づけるようにし、さ らに相応の尺度数値の当該関係ないし比により増幅係数を、例えば比例的に決定 するようにした、請求項１３記載の方法。
15. １５．量子化された増幅係数が選定されるようにした、請求項１４記載の方法。