PL184295B1 - Sposób i urządzenie do kodowania sygnału cyfrowego oraz sposób i urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób kodowania sygnalu cyfrowego, zwlaszcza do kodowania syg- nalów fonicznych co najmniej dwóch kanalów, dla zapisu na nosniku danych lub transmisji, w którym to sposobie sygnaly wejsciowe kazdego z kanalów poddaje sie transformacji na skladowe czestotliwosciowe, rozdziela sie te skladowe czestotliwosciowe na pierwsze wielokanalowe sygnaly utworzone ze skladowych tonalnych i drugie wielokanalowe sygnaly utworzone z pozo- stalych skladowych szumu, a nastepnie koduje sie te pierwsze i drugie syg- naly, znamienny tym, ze podczas kodowania przeprowadza sie detekcje wlasciwosci drugich wielokanalowych sygnalów za pomoca zespolu decy- zyjnego ( 123) ukladu kodowania skladowych szumu ( 105) i koduje sie te dru- gie wielokanalowe sygnaly z zastosowaniem wspólnego ich przetwarzania, na podstawie wyników detekcji ich wlasciwosci. 6 Urzadzenie do kodowania sygnalu cyfrowego, zwlaszcza do kodowa- nia sygnalów fonicznych co najmniej dwóch kanalów, dla zapisu na nosniku danych lub transmisji, które to urzadzenie jest zaopatrzone w uklady transfor- macji sygnalów wejsciowych na skladowe czestotliwosciowe, do których dolaczone sa uklady rozdzielania skladowych czestotliwosciowych na pier- wsze sygnaly utworzone ze skladowych tonalnych i drugie sygnaly utworzo- ne z pozostalych skladowych szumu, polaczone z ukladami kodowania przyporzadkowanymi poszczególnym skladowym, dla zakodowania pier- wszych i drugich sygnalów, znamienne tym, ze uklad kodowania sklado- wych szumu ( 10 5) swym jednym wejsciem jest dolaczony do wyjscia ukladu rozdzielania skladowych sygnalu (102,) jednego kanalu (Ch1 ), a swym dru- gim wejsciem jest dolaczony do wyjscia ukladu rozdzielania skladowych syg- nalu ( 10 22) drugiego kanalu (Ch2 ) i jest zaopatrzony w zespól decyzyjny ( 12 3) do detekcji wlasciwosci drugich wielokanalowych sygnalów, dla ich wspólne- go przetwarzania na podstawie wyników detekcji FIG. 10 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do kodowania sygnału cyfrowego oraz sposób i urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego, zwłaszcza dla sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, rejestrowanych na nośniku danych lub przesyłanych przez kanał transmisyjny.

Znane są sposoby wysokoefektywnego kodowania sygnałów fonicznych lub też sygnałów mowy. Przykłady stosowania tych sposobów obejmują kodowanie z transformacją, w którym ramka sygnałów cyfrowych reprezentujących sygnał foniczny względem osi czasu jest przetwarzana za pomocą transformacji ortogonalnej w blok składowych wysokoczęstotliwościowych, reprezentujących sygnał foniczny względem osi częstotliwości, oraz kodowanie subpasmowe SBC, w którym pasmo częstotliwości sygnału fonicznego dzielone jest za pomocą szeregu filtrów na wiele subpasm bez przekształcania sygnału w ramki w dziedzinie czasu, przed zakodowaniem. Znane jest również połączenie kodowania subpasmowego i kodowania z transformacją, w którym sygnały reprezentujące sygnał foniczny względem osi czasu rozdzielane są między pasma w procesie podziału pasmowego, a następnie transformowane na sygnały w dziedzinie częstotliwości za pomocą transformacji widmowej, a otrzymane przez transformację widmową składowe częstotliwościowe są kodowane dla każdego pasma.

Wśród filtrów do podziału widma częstotliwości na wiele zakresów częstotliwości o jednakowej szerokości znajduje się zwierciadlany filtr kwadraturowy QMF (Quadrature Mirror Filter) , omówiony w pracy R. E. Crochiere „Digital Coding of Speech in Subbands, 55 Beli Syst. Tech. J. nr 8 (1976). W przypadku tego filtru QMF widmo częstotliwości sygnału zostaje podzielone na dwa pasma o jednakowej szerokości. W przypadku filtru QMF, nie występuje splatanie się widm, jeżeli zakresy częstotliwości, otrzymane w wyniku podziału, są następnie połączone ze sobą.

W publikacji „Polyphase Quadrature Filters - A New Subband Codin Technigue (Polifazowe filtry kwadraturowe - nowa metoda kodowania subpasmowego), Joseph H. Rothweiler w ICASSP 83, Boston, przedstawiono metodę podziału widma częstotliwości sygnału na pasma częstotliwości o jednakowej szerokości. Za pomocą tego polifazowego filtru QMF widmo sygnałów dzieli się na wiele pasm częstotliwości o jednakowej szerokości.

Znana jest również metoda transformacji ortogonalnej, obejmująca podział cyfrowego wejściowego sygnału fonicznego na ramki o zadanym czasie trwania, a następnie przetwarzanie ramek z zastosowaniem dyskretnej transformacji Fouriera DFT, dyskretnej transformacji cosinusowej DCT lub zmodyfikowanej dyskretnej transformacji cosinusowej MDCT, w celu przetworzenia tego sygnału z dziedziny czasu do dziedziny częstotliwości. Omówienie zmodyfikowanej dyskretnej transformacji cosinusowej MDCT można znaleźć w pracy J. P. Princena i A. B. Bradleya, „Subband Transform Coding Using Filter Bank Based on Time Domain Aliasing Cancellation (Kodowanie transformacyjne subpasm z wykorzystaniem zespołu filtrów na bazie eliminacji zachodzenia na siebie w dziedzinie czasu) ICASSP 1987.

Przy kwantowaniu sygnałów rozdzielonych między pasma za pomocą filtru lub przetwarzania widma, staje się możliwe wpływanie na pasmo poddawane oddziaływaniu szumu kwantyzacyjnego i możliwe jest osiągnięcie bardziej skutecznego pod względem psychoakustycznym kodowania przez wykorzystanie tak zwanych efektów maskowania. Jeżeli składowe sygnału są normalizowane oddzielnie od pasma do pasma względem największej spośród wartości bezwzględnych składowych sygnału, to staje się możliwe osiągnięcie kodowania bardziej efektywnego.

W przypadku kwantyzacji składowych wysokoczęstotliwościowych otrzymanych z transformacji ortogonalnej, znane jest wykorzystanie subpasm z uwzględnieniem parametrów psychoakustycznych słuchu ludzkiego. Znaczy to, że współczynniki widmowe reprezentujące sygnał dźwiękowy w dziedzinie czasu mogą być rozdzielone na wiele krytycznych pasm częstotliwości, na przykład 25 pasm krytycznych, dla pokrycia pasma częstotliwości słyszalnych od 0 do 20 kHz. Szerokość pasm krytycznych zwiększa się wraz ze wzrostem częstotliwości. W tego rodzaju systemie kwantowania, bity są adaptacyjnie alokowane do róż6

184 295 nych pasm krytycznych. Na przykład, przy stosowaniu adaptacyjnej alokacji bitów do danych współczynników widmowych, otrzymywanych z transformacji MDCT, dane dotyczące współczynników widmowych generowanych podczas transformacji MDCT w każdym z pasm krytycznych są kwantowane z użyciem adaptacyjnie przydzielanej liczby bitów.

Znane są dwie metody alokacji bitów.. Na przykład, jak to przedstawiono w IEEE Transactions of Acoustics, „Speech and Signal Processing (Przetwarzanie mowy i sygnałów), vol. ASSP - 25, nr 4, sierpień 1977, alokacji bitów dokonuje się na podstawie amplitudy sygnałów w każdym z pasm krytycznych. Ta metoda zapewnia płaskość widma kwantyzacyjnego szumów i minimalizuje energię szumów, lecz poziom szumów odczuwalnych dla słuchacza nie jest optymalny, ponieważ ta metoda nie wykorzystuje skutecznie efektu maskowania psychoakustycznego.

W przypadku metody alokacji bitów, opisanej w pracy M. A. Krassnera, „The Critical Band Encoder - Digital Encoding of the Perceptual Reguirements of the Auditory System (Koder pasma krytycznego - kodowanie cyfrowe wymagań percepcyjnych narządu słuchu), ICASSP 1980, wykorzystuje się mechanizm maskowania psychoakustycznego w celu wyznaczenia stałej alokacji bitów, zapewniającej niezbędny stosunek sygnału do szumu dla każdego z pasm krytycznych. Jeżeli jednak stosunek sygnału do szumu tego rodzaju systemu mierzy się z użyciem sygnału sinusoidalnego, to otrzymuje się wyniki nieoptymalne, ze względu na stały podział bitów między poszczególne pasma.

Dla przezwyciężenia tych niedogodności, proponowano urządzenie kodujące o dużej skuteczności, w którym ogólna liczba bitów dostępnych dla alokacji bitów jest dzielona między alokację bitów, ustaloną dla każdego małego bloku, i możliwości alokacyjne uzależnione od amplitudy sygnału wewnątrz bloku, a stosunek podziału ustawiany jest na podstawie sygnału będącego funkcją sygnału wejściowego, tak że im bardziej gładkie jest widmo sygnału, tym wyższy staje się udział stałej struktury alokacji bitów.

W przypadku tego urządzenia, jeżeli energia skupia się w konkretnej składowej, jak w przypadku wprowadzania fali sinusoidalnej, to do bloku zawierającego składową alokowana jest większa liczba bitów, w celu znacznego poprawienia ogólnego stosunku sygnału do szumu. Ponieważ słuch ludzki jest wysoce czuły na sygnały o ostro wyrażonych składowych, to taka metoda może być wykorzystywana do poprawy stosunku sygnału do szumu w celu nie tylko poprawienia mierzonych wartości, lecz również jakości jego odbioru słuchowego.

Poza wspomnianymi metodami, znane są również inne metody, przy czym symulacyjnie na modelu analizowano szczegółowo właściwości ludzkiego słuchu i stwierdzono, że jeśli poprawiają się właściwości urządzenia kodującego, to możliwe jest kodowanie z większą efektywnością, ze względu na właściwości ludzkiego słuchu.

Dla opisanych konwencjonalnych sposobów szerokość pasma, dla której składowe częstotliwości są skwantowane, jest stała, przez co, jeśli składowe widmowe są skoncentrowane w sąsiedztwie kilku określonych częstotliwości, a te składowe widmowe mają być kodowane z wystarczającą ilością etapów kwantowania, większa ilość bitów musi być przydzielona dla składowych widmowych przyporządkowanych do tego samego pasma, tak jak w przypadku składowych widmowych skoncentrowanych w kilku częstotliwościach, co w efekcie daje niską efektywność kodowania.

Ogólnie mówiąc, szum zawarty w tonalnych sygnałach dźwiękowych, w których energia składowych jest skoncentrowana dla poszczególnych częstotliwości, powoduje znaczne pogorszenie jakości słyszanego dźwięku, ponieważ jest łatwiej słyszalny niż szum dodany do sygnałów fonicznych, których energia jest jednorodnie rozmieszczona w całym szerokim zakresie pasma. Ponadto, jeśli składowe widmowe posiadające dużą energię, to znaczy składowe tonalne nie są kwantowane przez wystarczającą ilość etapów kwantowania, ramka po ramce, zakłócenia stają się znaczące, gdy te składowe widmowe są odtwarzane z powrotem na przebiegi falowe na osi czasu, czyli gdy są syntetyzowane z poprzedzającymi i później następującymi ramkami. To znaczy, istotne zniekształcenie połączenia powstaje, gdy sygnał falowy na tej samej osi czasu jest połączony z sygnałem falowym z sąsiednich ramek.

184 295

Rezultatem jest dalsze pogorszenie jakości słyszanego dźwięku. W konwencjonalnych metodach występują trudności z polepszeniem efektywności kodowania składowych tonowych bez pogorszenia jakości dźwięku.

Ponadto, z opisu zgłoszenia PCT/JP94/00880 (międzynarodowa publikacja nr W094/28633) znany jest sposób rozdzielania wejściowego sygnału fonicznego na składowe tonalne, których energia jest skoncentrowana wokół specyficznych częstotliwości, oraz składowe o energii jednorodnie rozłożonej w szerokim zakresie pasma, czyli innymi słowy składowe szumu lub nietonalne. Następnie koduje się odpowiednie oddzielne składowe dla uzyskania kodowania o wysokiej efektywności.

W dotychczas znanym i stosowanym sposobie kodowania, wejściowy sygnał foniczny zostaje przekształcony na składowe w dziedzinie częstotliwości, które są następnie grupowane, na przykład, w pasma krytyczne. Składowe widmowe są następnie dzielone na składowe tonalne i składowe szumu lub nietonalne. Składowe tonalne, tzn. składowe widmowe, które posiadają wartość w bardzo wąskim zakresie całego widma częstotliwości, są kodowane w sposób wysoko-efektywny poprzez normalizację i kwantowanie. Bardzo wąski zakres na osi częstotliwości w jakim istnieją składowe tonalne zakodowane z wysoką efektywnością może być określony jako zakres składający się z ustalonej liczby składowych widmowych, które są składowymi tonalnymi i które są rozmieszczone wokół składowej widmowej o lokalnie maksymalnej energii.

Ponadto, sposób kodowania wielokanałowych sygnałów znany jest na przykład z japońskiego opisu patentowego nr JP-A-4-360331, w którym opisano sposób efektywnej kompresji sygnałów subpasm dla lewego i prawego subpasma sygnału stereo (dwukanałowe sygnały) poprzez wykorzystanie właściwości ludzkiego zmysłu słuchu, w którym nie różnica faz pomiędzy odbieranymi sygnałami, a sygnał odbierany przez ucho odgrywa ważną rolę. W międzynarodowej publikacji nr W092/12607 opisano ponadto sposób kodowania i dekodowania subpasm sygnałów odpowiadających polom dźwięku, w powiązaniu z zapisem, przesyłaniem i odtwarzaniem wielowymiarowych pól dźwięku, które mają być słuchane przez słuchacza. Zdekodowane sygnały tych subpasm są przekazywane przez mnożone pojedyncze sygnały lub zsyntetyzowane sygnały wraz z sygnałem sterującym przesyłającym względny poziom zakodowanych sygnałów lub wyznacznik azymutu dla pola dźwięku reprezentowanego przez zakodowany sygnał. Te sposoby zapewniają kompresję sygnałów przy wykorzystaniu własności poszczególnych kanałów

Sposób kodowania sygnału cyfrowego według wynalazku, stosowany jest zwłaszcza do kodowania sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, dla zapisu na nośniku danych lub transmisji. W sposobie tym sygnały wejściowe każdego z kanałów poddaje się transformacji na składowe częstotliwościowe, rozdziela się te składowe częstotliwościowe na pierwsze wielokanałowe sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie wielokanałowe sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, a następnie koduje się te pierwsze i drugie sygnały. Sposób tego rodzaju charakteryzuje się tym, że podczas kodowania przeprowadza się detekcję właściwości drugich wielokanałowych sygnałów za pomocą zespołu decyzyjnego układu kodowania składowych szumu i koduje się te drugie wielokanałowe sygnały z zastosowaniem wspólnego ich przetwarzania, na podstawie wyników detekcji ich właściwości.

Korzystnym jest, że na podstawie wyników detekcji realizuje się selektywne przełączanie pomiędzy indywidualnym kodowaniem drugich wielokanałowych sygnałów i wspólnym kodowaniem drugich wielokanałowych sygnałów. Wspólnie przetworzone drugie wielokanałowe sygnały dodatkowo rozdziela się na trzecie sygnały utworzone ze składowych tonalnych i czwarte sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu. Selektywne przełączanie pomiędzy indywidualnym kodowaniem i wspólnym kodowaniem dla poszczególnych kanałów realizuje się na podstawie wyników detekcji przeprowadzonej w kolejnych ustalonych jednostkach kodowania.

184 295

Właściwości drugich wielokanałowych sygnałów określa się na podstawie informacji o sumie szerokości drugich składowych sygnałów w ustalonej jednostce kodowania oraz informacji o szerokości jednostki kodowania.

Urządzenie do kodowania sygnału cyfrowego według wynalazku, zwłaszcza do kodowania sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, dla zapisu na nośniku danych lub transmisji, jest zaopatrzone w układy transformacji sygnałów wejściowych na składowe częstotliwościowe, do których dołączone są układy rozdzielania składowych częstotliwościowych na pierwsze sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, połączone z układami kodowania przyporządkowanymi poszczególnym składowym, dla zakodowania pierwszych i drugich sygnałów. Urządzenie tego rodzaju charakteryzuje się tym, że układ kodowania składowych szumu swym jednym wejściem jest dołączony do wyjścia układu rozdzielania składowych sygnału jednego kanału, a swym drugim wejściem jest dołączony do wyjścia układu rozdzielania składowych sygnału drugiego kanału i jest zaopatrzony w zespół decyzyjny do detekcji właściwości drugich wielokanałowych sygnałów, dla ich wspólnego przetwarzania na podstawie wyników detekcji.

Korzystnym jest, że do wejść układu kodowania składowych szumu przyporządkowanych poszczególnym kanałom dołączone są równolegle wejścia zespołu decyzyjnego, wejścia pierwszego zespołu kodującego do indywidualnego kodowania wielokanałowych składowych szumu oraz wejścia drugiego zespołu kodującego do wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, przy czym wyjście każdego z zespołów kodujących jest dołączone do przyporządkowanego mu stałego styku selektywnie przełączającego przełącznika, którego styk ruchomy jest dołączony do zacisku wyjściowego układu kodowania składowych szumu, a wyjście układu decyzyjnego jest połączone z wejściem sterującym tego przełącznika, dla wybierania sygnału wyjściowego jednego z zespołów kodujących do indywidualnego bądź wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, na podstawie sygnału wyjściowego zespołu decyzyjnego.

Do każdego wejścia zespołu kodującego do indywidualnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, przyporządkowanego jednemu z kanałów, dołączone jest równolegle wejście obwodu normalizacji i wejście obwodu decyzyjnego skoku kwantowania, których wyjścia są dołączone do przyporządkowanego jednemu z kanałów kwantyzatora składowych szumu, przy czym drugie wyjście obwodu normalizacji jest połączone z drugim kwantyzatorem współczynników normalizacji. Ponadto wyjście obwodu decyzyjnego skoku kwantowania jest dołączone do trzeciego kwantyzatora danych o skoku kwantowania.

Każde wejście zespołu kodującego do wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, przyporządkowane jednemu z kanałów, jest połączone z obwodem normalizacji, którego jedno wyjście jest połączone z kwantyzatorem współczynników skali, przy czym drugie wyjście każdego obwodu normalizacji jest dołączone do wspólnego dla poszczególnych kanałów sumatora, którego wyjście poprzez mnożarkę jest połączone z kwantyzatorem znormalizowanych i zsumowanych składowych szumu oraz obwodem decyzyjnym skoku kwantowania, którego wyjście jest dołączone do kwantyzatora informacji o skoku kwantowania i jednocześnie do drugiego wejścia obwodu decyzyjnego skoku kwantowania, przy czym wyjścia kwantyzatorów zespołu kodującego są dołączone do multipleksera wspólnego dla poszczególnych kanałów.

Sposób dekodowania sygnału cyfrowego według wynalazku, jest stosowany zwłaszcza do dekodowania zakodowanych sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, zapisanych na nośniku danych lub odebranych z toru transmisji, które były poddane transformacji na składowe częstotliwościowe i rozdzielone na pierwsze wielokanałowe sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie wielokanałowe sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu. Zgodnie z tym sposobem rozkłada się wejściową sekwencję kodową na pierwsze i drugie wielokanałowe sygnały utworzone, odpowiednio, ze składowych tonalnych i składowych szumu i dekoduje się te sygnały dla poszczególnych kanałów z zastosowaniem dekwantyzacji i denormalizacji, a następnie poddaje się syntezie i przeprowadza się odwrotną

184 295 transformację względem zastosowanego kodowania. Sposób ' tego rodzaju charakteryzuje się tym, że podczas dekodowania drugich wielokanałowych sygnałów wykrywa się zastosowanie wspólnego przetwarzania tych drugich wielokanałowych sygnałów w czasie kodowania, na podstawie wyniku detekcji właściwości sygnałów w czasie kodowania i znosi się to wspólne zakodowanie poprzez separację za pomocą układu dekodowania składowych szumu.

Korzystnym jest, że dekodowanie drugich wielokanałowych sygnałów przeprowadza się z zastosowaniem selektywnego przełączania pomiędzy dekodowaniem wspólnie zakodowanych sygnałów i dekodowaniem indywidualnie zakodowanych sygnałów, na podstawie wyników detekcji właściwości sygnałów w czasie dekodowania. Zakodowane sygnały są sygnałami zakodowanymi po podzieleniu wspólnie przetworzonych drugich wielokanałowych sygnałów na trzecie sygnały utworzone ze składowych tonalnych i czwarte sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, przy czym zakodowane drugie wielokanałowe sygnały de-koduje się przez dekodowanie trzecich sygnałów i czwartych sygnałów utworzonych z pozostałych składowych szumu. Selektywne przełączanie pomiędzy indywidualnym dekodowaniem i wspólnym dekodowaniem dla poszczególnych kanałów realizuje się w kolejnych ustalonych jednostkach kodowania.

Urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego według wynalazku, zwłaszcza do dekodowania zakodowanych sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, zapisanych na nośniku danych lub odebranych z toru transmisji, które były poddane transformacji na składowe częstotliwościowe i rozdzielone na pierwsze wielokanałowe sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie wielokanałowe sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, jest zaopatrzone w układ do rozkładania sekwencji kodowej na pierwsze i drugie wielokanałowe sygnały utworzone, odpowiednio, ze składowych tonalnych i składowych szumu, układy dekodowania tych pierwszych i drugich sygnałów, przyporządkowane poszczególnym kanałom układy syntezy i układy odwrotnej transformacji. Urządzenie tego rodzaju charakteryzuje się tym, że układ dekodowania składowych szumu, którego dwa wyjścia są dołączone do wyjść jednostki rozkładania sekwencji kodowej, swym jednym wyjściem jest połączony z układem syntezy jednego kanału, a swym drugim wyjściem jest połączony z układem syntezy drugiego kanału, przy czym każde z pozostałych wyjść jednostki rozkładania sekwencji kodowej, przyporządkowane jednemu z kanałów jest połączone poprzez układ syntezy z układem odwrotnej ortogonalnej transformacji przyporządkowanym jednemu z kanałów.

Jedno wejście układu dekodowania składowych szumu jest dołączone do ruchomego styku selektywnie przełączającego przełącznika, którego jeden stały styk jest połączony z pierwszym zespołem dekodującym do dekodowania składowych szumu zakodowanych indywidualnie, a którego drugi styk stały jest połączony z drugim zespołem dekodującym do dekodowania składowych szumu zakodowanych wspólnie. Drugie wejście układu dekodowania składowych szumu jest dołączone do wejścia sterującego tego przełącznika. Każde z dwóch wyjść obydwu zespołów dekodujących jest dołączone do styku stałego drugiego selektywnie przełączającego przełącznika, którego styki ruchome są dołączone do zacisków wyjściowych układu dekodowania składowych szumu przyporządkowanych poszczególnym kanałom, a którego wejście sterujące połączone jest z wejściem sterującym pierwszego selektywnie przełączającego przełącznika.

Pierwsza grupa wejściowych zacisków pierwszego zespołu dekodującego jest przyporządkowana jednemu kanałowi, a druga grupa wejściowych zacisków drugiemu kanałowi, przy czym poszczególne wejściowe zaciski w każdym kanale stanowią wejścia dekwantyzatora współczynników skali, dekwantyzatora składowych szumu i dekwantyzatora informacji o skoku kwantowania, którego wyjście jest dołączone do drugiego wejścia dekwantyzatora składowych szumu. Wyjście dekwantyzatora składowych szumu i wyjście dekwantyzatora współczynników skali są dołączone do dwóch wejść mnożarki przyporządkowanej jednemu kanałowi.

184 295

Drugi zespół dekodujący ma na swym wejściu demultiplekser, do którego wyjść dołączone są dekwantyzatory współczynników skali przyporządkowane poszczególnym kanałom oraz dekwantyzator składowych szumu wspólnie przetwarzanych i dekwantyzator informacji o skoku kwantowania dołączony również do dekwantyzatora składowych szumu wspólnie przetwarzanych, którego wyjście dołączone jest do jednego wejścia każdej mnożarki przyporządkowanej jednemu z kanałów, przy czym do drugiego wejścia każdej mnożarki jest dołączony dekwantyzator współczynników skali.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano sposób i urządzenie do kodowania sygnałów, w których wielkość danych dla zakodowanych wielokanałowych sygnałów jest zmniejszona, przy jednoczesnym zabezpieczeniu dekodowanych sygnałów przed zniekształceniami. Ponadto, opracowano odpowiadające im sposób i urządzenie do dekodowania sygnału.

Przy zastosowaniu sposobu i urządzenia do kodowania sygnałów według wynalazku, jeśli drugie wielokanałowe sygnały są przetworzone wspólnie, na podstawie wyników detekcji właściwości drugich sygnałów wielokanałowych, stosunek kompresji dla drugich sygnałów wielokanałowych jest poprawiony, właśnie dzięki wspólnemu przetworzeniu drugich sygnałów.

Przy zastosowaniu sposobu i urządzenia do dekodowania sygnałów według wynalazku, dekodowane sygnały są odtworzone z sygnałów zakodowanych zgodnie ze wspomnianym sposobem i za pomocą wspomnianego urządzenie, poprzez dekodowanie zakodowanych pierwszych sygnałów dla odpowiednich kanałów i poprzez dekodowanie wspólnie przetworzonych drugich sygnałów na podstawie wyników detekcji właściwości, w czasie kodowania.

Stosowanie rozwiązań według wynalazku zapewnia efektywne wykorzystanie pojemności zapisu zastosowanego nośnika zapisu, jeśli zarejestrowane są na nim sygnały zakodowane zgodnie z wynalazkiem. Przy transmisji sygnałów, jeśli drugie sygnały wielokanałowe są wspólnie przetwarzane, współczynnik kompresji dla drugich sygnałów wielokanałowych zostaje zwiększony poprzez zakodowanie trzecich sygnałów uzyskanych ze wspólnego przetworzenia trzecich sygnałów.

Rozwiązania według wynalazku objaśnione są bliżej w przykładach wykonania zilustrowanych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy podstawowego układu kodera do kodowania składowych szumu i składowych tonalnych wydzielonych z sygnałów widmowych, fig. 2 - schemat blokowy podstawowego układu dekodera do dekodowania zakodowanych sygnałów uzyskanych z zakodowania składowych szumu i składowych tonalnych wydzielonych z sygnałów widmowych, fig. 3 - schemat blokowy układu transformacji, fig. 4 - schemat blokowy układu kodowania składowych sygnału, fig. 5 - schemat blokowy układu odwrotnej transformacji, fig. 6 - schemat blokowy układu kodera do kodowania w układzie wielokanałowym, fig. 7 - schemat blokowy dekodera do dekodowania zakodowanych sygnałów uzyskanych przez zakodowanie sygnałów w układzie wielokanałowym, fig. 8 - schemat blokowy kodera według wynalazku, fig. 9 - schemat blokowy dekodera według wynalazku, fig. 10 - schemat blokowy układu do kodowania składowych szumu, wchodzącego w skład kodera z fig. 8, fig. 11 - schemat blokowy układu dekodującego składowe szumu, wchodzącego w skład dekodera z fig. 9, fig. 12 - schemat blokowy pierwszego układu kodującego w koderze składowych szumu z fig. 10, fig. 13 - schemat blokowy drugiego układu kodującego w koderze składowych szumu z fig. 10, do wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, fig. 14 - schemat blokowy pierwszego zespołu dekodującego w układzie dekodowania składowych szumowych z fig. 11, fig. 15 - schemat blokowy drugiego zespołu dekodującego w układzie dekodowania składowych szumu z fig. 11, fig. 16 - wykres pierwotnego sygnału widmowego w czasie procesu kodowania według wynalazku, fig. 17 - wykres składowych szumu w pierwotnym sygnale widmowym, w czasie procesu kodowania według wynalazku, bez składowych tonalnych, fig. 18 - wykres sygnałów widmowych mających składowe tonalne zgrupowane w górnej części zakresu w czasie kodowania sygnału według wynalazku bez składowych tonalnych, fig. 19 - wykres sygnałów widmowych zawierających cztery składowe tonalne, fig. 20 - wykres składowych szumu, które są sygnałami

184 295 widmowymi zawierającymi cztery składowe tonalne, po odjęciu składowych tonalnych, fig. 21 - schemat przykładowego ciągu kodowego uzyskanego w procesie kodowania sygnałów według wynalazku, fig. 22 - wykres grupy składowych szumu, które są przetwarzane z wykorzystaniem sumy szerokości pasm składowych szumu, fig. 23 - wykres składowych szumu, które są sygnałami widmowymi z fig. 22 po odjęciu składowych tonalnych, fig. 24 schemat blokowy kodera sygnałów do kodowania składowych tonalnych i składowych szumu wydzielonych ze wspólnie przetworzonych składowych szumu, fig. 25 - schemat blokowy dekodera sygnałów do dekodowania sygnałów uzyskanych przez kodowanie składowych tonalnych i składowych szumu wydzielonych ze wspólnie przetworzonych składowych szumu.

Obecnie, na podstawie układów przedstawionych na fig, 1 do 7, objaśnione zostaną podstawy kodowania sygnałów dla co najmniej dwóch kanałów, w którym sygnały wejściowe poddaje się transformacji na składowe częstotliwościowe, rozdziela się je na sygnały utworzone ze składowych tonalnych i ze składowych szumu, następnie obydwa rodzaje sygnałów poddaje się kodowaniu i łączy się tak przetworzone sygnały w generatorze sekwencji kodowej. Przetworzone sygnały zapisuje się na nośniku zapisu lub transmituje do strony odbiorczej, gdzie poddaje się przeciwstawnemu procesowi dekodowania.

Na figurze 1 przedstawiono konfigurację kodera do adapcyjnego kodowania składowych tonalnych i składowych szumu, wydzielonych ze składowych widmowych sygnałów fonicznych.

Jak przedstawiono na fig. 1 sygnał foniczny doprowadzony jest do zacisku wejściowego 600. Sygnał foniczny zostaje przekształcony w układzie transformacji 601 na składowe częstotliwościowe sygnału, które są wprowadzone do układu rozdzielania składowych sygnału 602.

Układ rozdzielania składowych sygnału 602 rozdziela składowe częstotliwościowe z układu transformacji 601 na składowe tonalne posiadające skokową dystrybucję widmową oraz na pozostałe składowe częstotliwościowe, to znaczy składowe szumu posiadające płaski rozkład widmowy. Składowe częstotliwościowe, z których składowe tonalne posiadają skokową dystrybucję widmową, a pozostałe składowe częstotliwościowe sygnału, to znaczy składowe szumu, posiadające płaski rozkład widmowy, zostają zakodowane poprzez normalizację i kwantowanie, za pomocą układu kodowania składowych tonalnych 603 i układ kodowania składowych szumu 604.

Sygnały wyjściowe układu kodowania składowych tonalnych 603 i układu kodowania składowych szumu 604 zostają przekształcone w układzie generacji sekwencji kodowej 605 na ciąg kodowy, który jest wyprowadzony na zacisku wyjściowym 607. Układ generacji sekwencji kodowej 605 dołącza do wyjścia ciągu kodowego określoną liczbę danych informacyjnych o składowych tonalnych, które są dostarczone z układu rozdzielania składowych sygnału 602 oraz informacje o pozycji tych składowych.

Sygnał wyjściowy na zacisku wyjściowym 607 jest ponadto uzupełniony przez kod korekcyjny błędów za pomocą kodera korekcji błędów ECC, oraz zmodulowany poprzez modulację EFM (8/14M) zanim za pomocą głowicy zapisującej zostanie zarejestrowany, na przykład na nośniku zapisu w postaci dysku lub na taśmie filmowej.

Na figurze 2 przedstawiono dekoder, będący urządzeniem przeciwstawnym dla kodera przedstawionego na fig. 1. Sekwencja kodowa odtworzona z nośnika zapisu, na przykład nośnika zapisu w postaci dysku lub taśmy filmowej, odtworzona przez głowicę odczytującą, zdemodulowana i poddana korekcji, zostaje doprowadzona do wejściowego zacisku 700.

Sekwencja kodowa dostarczona do zacisku wejściowego 700 jest doprowadzona do układu rozdzielania sekwencji kodowej 701, który następnie rozpoznaje, na bazie danych informacyjnych składowych tonalnych w sekwencji kodowej z kodem korekcyjnym błędów, która część jest kodem dotyczącym składowych tonalnych oraz dzieli wejściową sekwencję kodową na część kodu składowych tonalnych i część kodu składowych szumu. Ponadto układ rozdzielania sekwencji kodowej 701 wydziela informację o pozycji składowych tonalnych z wejściowej sekwencji kodowej i wyprowadza tę informację o pozycji do układu syntezy 704.

184 295

Część kodu dotycząca składowych tonalnych i część kodu dotycząca składowych szumu zostają doprowadzone, odpowiednio, do układu dekodowania składowych tonalnych 702 i do układu dekodowania składowych szumu 703, gdzie dla zdekodowania są poddawane dekwantowaniu i denormalizacji. Zdekodowane sygnały z układu dekodowania składowych tonalnych 702 i z układu dekodowania składowych szumu 703 są kierowane do układu syntezy 704, który przeprowadza proces syntezy, będący operacją przeciwną do operacji wykonywanej przez układ rozdzielania składowych sygnału 602 z fig. 1.

W układzie syntezy 704 dodaje się zdekodowany sygnał składowej tonalnej, przy ustalonej pozycji zdekodowanego sygnału składowej szumu, na podstawie informacji o pozycji składowej tonalnej doprowadzonej z układu rozdzielania sekwencji kodowej 701, dla syntezy składowej szumu i składowej tonalnej w dziedzinie częstotliwości.

Zsyntetyzowany zdekodowany sygnał zostaje przekształcony w układzie transformacji odwrotnej 705, który wykonuje operację odwrotną do operacji wykonywanej przez układ transformacji 601 z fig. 1, dzięki czemu sygnał z dziedziny częstotliwości zostaje odtworzony w dziedzinie czasu. Wyjściowy sygnał jest odprowadzony do zacisku wyjściowego 707.

Na figurze 3 przedstawiono przykład układu transformacji 601 wchodzącego w skład kodera z fig. 1. Pasmo sygnału doprowadzonego do zacisku 300, tego samego który jest doprowadzony do zacisku 600 z fig. 1, jest dzielony na trzy pasma za pomocą dwustopniowego układu filtrów dzielących pasmo 301, 302. Pasmo sygnału z zacisku 300 jest zawężane przez filtr dzielący pasmo 301 do około 1/2, a następnie pasmo sygnału już zawężonego do około 1/2 przez filtr dzielący pasmo 301 jest ponownie zawężone do 1/2 przez drugi filtr dzielący pasmo 302. W rezultacie pasmo sygnału z zacisku 300 jest zawężone do 1/4. Czyli szerokość pasma dwóch sygnałów wyjściowych filtru dzielącego pasmo 302 stanowi 1/4 pasma sygnału występującego na zacisku wejściowym 300 układu transformacji 601.

Sygnały w trzech pasmach powstających w filtrach dzielących pasmo 301, 302 zostają przekształcone na składowe widmowe w układach prostej ortogonalnej transformacji 303, 304, 305, korzystnie w układach zmodyfikowanej dyskretnej transformacji cosinusowej MDCT. Wyjścia tych układów prostej ortogonalnej transformacji 302, 303, 304 są przez zaciski 306, 307, 308 dołączone do pierwszego układu rozdzielania składowych sygnału 602.

Na figurze 4 przedstawiono podstawową konfigurację układu kodowania składowych tonalnych 603 i układu kodowania składowych szumu 604 wchodzących w skład kodera z fig. 1. Układy te są łącznie nazywane układami kodowania składowych sygnału 603, 604. Sygnał wyjściowy układu rozdzielania składowych sygnału 602 z fig. 1, doprowadzony do zacisku 310 z fig. 4, jest normalizowany w układzie normalizacji 311 z jednego założonego pasma do innego, a następnie doprowadzony do układu kwantowania 313. Dla normalizacji, współczynnik skali zostaje wyznaczony dla każdego założonego pasma składowych częstotliwości, nazwanego jednostką kodowania. Współczynnik skali jest tak ustalony, aby był równy amplitudzie maksymalnej próbki (składowej częstotliwościowej) w jednostce kodowania, a każda cała próbka w jednostce kodowania jest dzielona przez współczynnik skali dla wykonania normalizacji. Sygnał doprowadzony do zacisku 310 jest również doprowadzony do układu decyzyjnego skoku kwantowania 312.

W układzie kwantowania 313 przeprowadza się kwantowanie sygnału dochodzącego z układu normalizacji 311, na podstawie informacji o skoku kwantowania wyliczonym przez układ wyznaczania skoku kwantowania 312. Sygnał wyjściowy układu normalizacji 311 jest odprowadzony do zacisku 314 i podany na wejście układu generacji sekwencji kodowej 605 wchodzącego w skład kodera z fig. 1. W sygnale wyjściowym na zacisku 314 występują, oprócz składowych sygnału skwantowanych w układzie kwantowania 313, informacja o współczynniku normalizacji w układzie normalizacji 311 oraz skok kwantowania w układzie kwantowania 312.

Na figurze 5 przedstawiono przykład układu transformacji odwrotnej 705 wchodzącego w skład dekodera z fig. 2. Konfiguracja z fig. 5 jest konfiguracją przeciwstawną względem układu transformacji 601 przedstawionego na fig. 3. Sygnały doprowadzone z układu syntezy

184 295

704 z fig. 2 przez zaciski 501, 502, 503 zostają przekształcone w układach odwrotnej ortogonalnej transformacji 504, 505, 506, które wykonują operację odwrotną do operacji wykonywanej przez układy prostej ortogonalnej transformacji 303, 304, 305 z fig. 3.

Sygnały z odpowiednich pasm, uzyskane w układach odwrotnej ortogonalnej transformacji 504, 505, 506 są, syntetyzowane w dwustopniowym układzie filtrów syntetyzujących pasma 507, 508. Sygnały wyjściowe układów odwrotnej ortogonalnej transformacji 505, 506 zostają przesłane do filtru syntetyzującego pasma 507, a sygnał wyjściowy tego filtru jest syntetyzowany wraz z sygnałem wyjściowym układu ortogonalnej odwrotnej transformacji 504 w drugim filtrze syntetyzującym pasma 508. Sygnał wyjściowy drugiego filtru syntetyzującego pasma 508 występuje na zacisku 509 (zacisk w wyjściowy 707 dekodera z fig. 2).

W większości przypadków sygnały foniczne są przetwarzane jako sygnały wielokanałowe. Nawiązując do fig. 6, objaśniony zostanie układ kodowania sygnałów wielokanałowych. Jak przedstawiono na fig. 6, sygnały dźwiękowe z wielu kanałów Ch,, Ch₂, ...Ch₃ są doprowadzone przez zaciski wejściowe 301 do 30_n do jednostek próbkowania i kwantowania 31, do 31_n, które stanowią przetworniki analogowo-cyfrowe przyporządkowane odpowiednim kanałom. Jednostki próbkowania i kwantowania 31, do 31_n przetwarzają sygnały foniczne z odpowiednich kanałów na skwantowane sygnały. Skwantowane sygnały wyjściowe tych przetworników analogowo-cyfrowych są kierowane do jednostek kodowania 32_l do 32_n. Sygnały zakodowane przez jednostki kodowania 321 do 32n są kierowane do formatyzatora 33, który zbiera zakodowane sygnały z wielu kanałów i przekształca je na ciąg bitów do transmisji lub zapisu na nośnik zapisu, zgodnie z ustalonym formatem. Strumień bitów jest wyprowadzony na zacisku 34, skąd jest transmitowany lub zapisywany na nośniku zapisu.

Na figurze 7 przedstawiono konfigurację dekodera do dekodowania zakodowanych sygnałów wielokanałowych. Zakodowane sygnały, odtworzone z nośnika zapisu lub przetransmitowane są doprowadzone przez zacisk wejściowy 40 do deformatyzatora 41. Deformatyzator 41 dzieli strumień bitów dostarczony przez wielokanałowe zakodowane sygnały zgodnie z założonym formatem. Przeznaczone do poszczególnych kanałów zakodowane sygnały są doprowadzone do jednostek dekodujących 421 do 42_n przyporządkowanych poszczególnym kanałom. W jednostkach dekodujących 421 do 42_n następuje dekodowanie poszczególnych zakodowanych sygnałów przyporządkowanych danym kanałom. Sygnały zdekodowane w jednostkach dekodujących 421 do 42n są przekształcone na sygnały analogowe za pomocą przetworników cyfrowo-analogowych 431 do 43_n. Te analogowe sygnały są doprowadzone do odpowiednich zacisków wyjściowych 441 do 44_n jako zdekodowane sygnały kanałów Ch, do Ch_n.

Sposób kodowania według wynalazku przeprowadzono z wykorzystaniem urządzenia do kodowania, którego układy i zespoły składowe przedstawiono na fig.8 rysunku.

W przykładzie wykonania sposobu kodowania sygnałów według wynalazku, z zastosowaniem kodera przedstawionego na fig. 8, sygnał foniczny pierwszego kanału Chj, na przykład prawego kanału, doprowadzono do zacisku wejściowego 10(0 kodera, a sygnał foniczny drugiego kanału Ch₂, na przykład lewego kanału, doprowadzono do drugiego zacisku wejściowego 100₂ kodera. Każdy sygnał foniczny dwóch kanałów Ch_v Ch_n, doprowadzono do przyporządkowanego układu transformacji 1011, 1012. Te układy transformacji 101j, 1012 są podobne do układu transformacji 601 z fig. 3.

Składowe częstotliwościowe z układów transformacji 1011, 1012 doprowadzono do przyporządkowanych układów rozdzielania składowych sygnału 102,, 1022. Podobnie jak w układzie rozdzielania składowych sygnału 602 z fig. 1, w tych układach rozdzielania składowych sygnału 102,, 1022 dzielono doprowadzone do nich składowe częstotliwości na składowe szumu i składowe tonalne. Sposób dzielenia składowych częstotliwości na składowe tonalne i składowe szumu jest znany.

Następnie składowe tonalne wydzielone w układzie rozdzielenia składowych sygnału 102, doprowadzono do układu kodowania składowych tonalnych 104,, a składowe tonalne wydzielone przez drugi układ rozdzielania składowych sygnału 102₂ doprowadzono do drugiego

184 295 układu kodowania składowych tonalnych 104₂. Składowe szumu odpowiednich kanałów, wydzielone w układach rozdzielenia składowych sygnału 102,, 102₂ doprowadzono do dwóch wejść jednego układu kodowania składowych szumu 105. W układzie kodowania składowych szumu 105, składowe szumu sygnałów fonicznych dwóch kanałów Ch,, Ch₂ poddawano kodowaniu wspólnie, albo niezależnie od siebie, w zależności od właściwości sygnału. Składowe sygnału zakodowane w układach kodowania składowych tonalnych 10-4j, 1042 i w układzie kodowania składowych szumu 105, doprowadzono do układu generacji sekwencji kodowej 106. Informacje o pozycji składowych tonalnych odpowiednich kanałów przesłano do układu generacji sekwencji kodowej, co nie zostało pokazane na rysunku.

Za pomocą układu generacji sekwencji kodowej 106 złożono doprowadzone do niego zakodowane składowe sygnału w ciąg o założonym formacie, który wyprowadzono na zacisk wyjściowy 107 kodera. Sygnał wyjściowy występujący na zacisku 107 uzupełniono o kod korekcji błędów w koderze ECC układu generacji sekwencji kodowej 106 i poddano modulacji w układzie modulacji EFM (8/14M). Następnie sygnał wyjściowy zapisano za pomocą głowicy zapisującej na przykład na mającym kształt dysku nośniku zapisu lub taśmie filmowej. Nośnik zapisu może być korzystnie dyskiem magneto-optycznym, dyskiem o przejściach fazowych lub kartą IC. Sekwencja kodowa może być również transmitowana przez kanały satelitarne lub transmisyjne, takie jak kanały CATV.

Sposób dekodowania według wynalazku przeprowadzono z wykorzystaniem urządzenia do dekodowania, którego układy i zespoły składowe przedstawiono na fig. 9 rysunku.

W przykładzie wykonania sposobu dekodowania według wynalazku, z zastosowaniem dekodera przedstawionego na fig. 9, sekwencję kodową, odtworzoną z nośnika zapisu lub taśmy filmowej, za pomocą głowicy odtwarzającej, zdemodulowaną i po kontroli błędów, doprowadzono do zacisku wejściowego 110 dekodera. Sekwencję kodową doprowadzono do jednostki rozkładania sekwencji kpdowej 111. Za pomocą tej jednostki rozkładania sekwencji kodowej 111 rozpoznawano, na podstawie danych informujących o ilości składowych tonalnych dla dwóch kanałów Ch,, Ch₂, zawartych w uwolnionej od błędów sekwencji kodowej, która część tej sekwencji dla każdego z kanałów jest kodem odpowiadającym składowej tonalnej. Ponadto oddzielono od siebie składowe tonalne i składowe szumu dla obydwu kanałów Ch_b Ch₂. Informacje o pozycji części kodu dotyczącego składowych tonalnych dla każdego z kanałów przesyłano dalej, do układów syntezy 114_b 1142.

Część kodu dotyczącą składowych tonalnych dla pierwszego kanału Ch, i część kodu dotycząca składowych tonalnych dla drugiego kanału Ch2 z jednostki rozkładania sekwencji kodowej 111 doprowadzono do układów dekodowania składowych tonalnych 112_b 1122, gdzie poddano dekodowaniu poprzez dekwantowanie i denormalizację. Część kodu dotyczącą składowych szumu przesłano do układu dekodowania składowych szumu 113. Jeśli część kodu dotycząca składowych szumu została zakodowana wspólnie w czasie procesu kodowania, to wspólne zakodowanie zniesiono poprzez separację w układzie dekodowania składowych szumu 113, w tym samym czasie, gdy wspomnianą część sekwencji kodowej poddawano dekwantowaniu lub denormalizowaniu dla zdekodowania. Jeśli część kodu dotycząca składowych szumu nie została zakodowana wspólnie, wspomnianą część sekwencji kodowej dekwantowano i denormalizowano za pomocą układu dekodowania składowych szumu 113.

Składowe tonalne jednego kanału Ch,, zdekodowane w układzie dekodowania składowych tonalnych 112, oraz składowe szumu kanału Ch2, zdekodowane w układzie dekodowania składowych szumu 113, przesłano do pierwszego układu syntezy 114,. Składowe tonalne drugiego kanału Ch2, zdekodowane w drugim układzie dekodowania składowych tonalnych 1122 oraz składowe szumu drugiego kanału Ch2, zdekodowane w układzie dekodowania składowych szumu 113, doprowadzono do drugiego układu syntezy 1142.

W układach syntezy 114, 1142 sumowano zdekodowane sygnały składowych tonalnych z odpowiednich kanałów w założonych położeniach zdekodowanych sygnałów składowych szumu dla odpowiednich kanałów, na podstawie informacji o składowych tonalnych dla odpo184 295 wiednich kanałów. Informacje te doprowadzono z jednostki rozkładania sekwencji kodowej 111, dla syntezy składowych szumu i składowych tonalnych dla odpowiednich kanałów na osi częstotliwości.

Zdekodowany sygnał pierwszego kanału Ch,, zsyntetyzowany w układzie syntezy 114, doprowadzono do układu odwrotnej ortogonalnej transformacji 115,, podczas gdy zdekodowany sygnał drugiego kanału Ch₂, zsyntetyzowany w drugim układzie syntezy 114₂ doprowadzono do drugiego układu odwrotnej ortogonalnej transformacji 1152. Te dwa układy odwrotnej transformacji 115!, 1152 mająpostać podobną do układu przedstawionego na fig. 5. Przebiegi sygnałów, odtworzone za pomocą układów odwrotnej transformacji 115₁, 1152 wyprowadzono na zaciski wyjściowe 116_b 1162 odpowiadają sygnałom fonicznym dwóch kanałów.

Na figurze 8 przedstawiono podstawową konfigurację urządzenia do kodowania sygnałów, realizującego sposób kodowania według wynalazku. W przykładzie pokazanym na fig. 8, lewy i prawy kanał stereofonicznego sygnału fonicznego stanowią przykład reprezentujący wiele kanałów.

Wejście sygnału fonicznego każdego z co najmniej dwóch kanałów Chj, Ch2 jest dołączone do układu transformacji 101|, 1012, dla ich przekształcenia na składowe częstotliwościowe. Każdy z układów transformacji 101 _h 1012 połączony jest z układem rozdzielania składowych sygnału 1021, 1022 dla rozdzielenia składowych częstotliwościowych na pierwsze sygnały (składowe tonalne) złożone ze składowych tonalnych oraz na drugie sygnały (składowe szumu) złożone z innych składowych. Do jednego wyjścia każdego układu rozdzielania składowych sygnału 102, 102₂ dołączony jest układ kodowania składowych tonalnych 104|, 1042 dwóch kanałów Ch_v Ch₂, a pozostałe dwa drugie wyjścia układu rozdzielania składowych sygnału 102_b 1022 są dołączone do układ kodowania składowych szumu 105 dla detekcji właściwości składowych szumu dwóch kanałów Ch,, Ch₂ i dla wspólnego kodowania składowych szumu dwóch kanałów Ch_b Ch2, na podstawie wyników detekcji.

Na figurze 9 przedstawiono podstawową konfigurację urządzenia do dekodowania sygnałów, które jest urządzeniem przeciwstawnym względem kodera sygnałów z fig. 8. Do zacisku wejściowego 110 urządzenia do dekodowania przedstawionego na fig. 9 jest doprowadzona sekwencja kodowa otrzymana na wyjściu urządzenia do kodowania przedstawionego na fig. 8, odtworzona z nośnika zapisu lub taśmy filmowej za pomocą głowicy odtwarzającej, zdemodulowana i po kontroli błędów. Zacisk wejściowy 110 stanowi wejście jednostki rozkładania sekwencji kodowej 111. Dwa wyjścia jednostki rozkładania sekwencji kodowej 111 dołączone są do dwóch układów dekodowania składowych tonalnych 112₁, 1122, a dwa pozostałe do dwóch wejść układu dekodowania składowych szumu 113. Wyjście jednego układu dekodowania składowych tonalnych 112] oraz jedno z wyjść układu dekodowania składowych szumu 113, dołączone są do wejść jednego układu syntezy 114, pierwszego kanału Ch1, przy czym wyjście tego układu syntezy 114, jest dołączone do układu odwrotnej ortogonalnej transformacji 1151, na którego wyjściu występuje zdekodowany sygnał foniczny pierwszego kanału Ch_P Podobnie, drugie wyjście układu dekodowania składowych szumu 113 oraz wyjście drugiego układu dekodowania składowych tonalnych 1122, dołączone są do wejść drugiego układu syntezy 1142 drugiego kanału Ch2. Wyjście tego układu syntezy 114, jest dołączone do drugiego układu odwrotnej ortogonalnej transformacji 1152, na którego wyjściu występuje zdekodowany sygnał foniczny drugiego kanału Ch2 .

Na figurze 10 przedstawiono schemat blokowy układu kodowania składowych szumu 105 wchodzącego w skład kodera według wynalazku przedstawionego na fig. 8. Głównymi elementami składowymi układu kodowania składowych szumu 105 jest zespół decyzyjny 123 stanowiący zespół detekcji właściwości wielokanałowych składowych szumu, pierwszy zespół kodujący 124 do indywidualnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, drugi zespół kodujący 125 będący zespołem wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu oraz przełącznik 126 do selektywnego przełączania pomiędzy sygnałem wyjściowym

184 295 pierwszego zespołu kodującego 124 i sygnałem wyjściowym drugiego zespołu kodującego 125, na podstawie sygnału wyjściowego zespołu decyzyjnego 123.

Jak przedstawiono na fig. 8 i 10, składowe szumu jednego kanału Οη z układu rozdzielania składowych szumu 102, są doprowadzone do zacisku 121,, a składowe szumu drugiego kanału Ch2 z drugiego układu rozdzielania składowych szumu 1022 są doprowadzone do zacisku 121₂ układu kodowania składowych szumu 105.

Składowe szumu odpowiednich kanałów są przesyłane do zespołu decyzyjnego 123, pierwszego zespołu kodującego 124 i do drugiego zespołu kodującego 125. Pierwszy zespół kodujący 124 bezpośrednio koduje składowe szumu obydwu kanałów Chp Ch2, bez wspólnego ich kodowania, podczas gdy drugi zespół kodujący 125 koduje składowe szumu obydwu kanałów Οη, Ch2 wspólnie. Składowe szumu odpowiednich kanałów, zakodowane w pierwszym zespole kodującym 124, są przesłane do jednego stałego zacisku przełącznika 126, a składowe szumu zakodowane wspólnie w drugim zespole kodującym 125 są przesłane do drugiego stałego zacisku przełącznika 126.

Wyjście układu decyzyjnego 123 jest połączone z przełącznikiem 126 dla jego sterowania w zależności od właściwości doprowadzonych sygnałów. Zespół decyzyjny 123 wyznacza decyzję na podstawie liczby składowych tonalnych w jednostce kodowania w założonym paśmie. Ponieważ liczba składowych tonalnych na jednostkę kodowania odpowiada sumie szerokości pasm składowych szumu pozostałych po usunięciu składowych tonalnych w taki sposób, że im większa jest liczba składowych tonalnych, tym mniejsza jest suma szerokości pasm składowych szumu, a im mniejsza jest liczba składowych tonalnych, tym większa jest suma szerokości pasm składowych szumu. Można powiedzieć, że decyzja zależy od sumy szerokości pasm składowych szumu. Jeśli szerokości pasm zespołów kodujących odpowiadają krytycznym pasmom, które biorą pod uwagę psychoakustyczne własności ludzkiego układu słuchowego, tak że szerokości pasm różnią się od dolnego do górnego zakresu częstotliwości, do podjęcia decyzji jest wykorzystana informacja o szerokości pasma, która jest uzależniona od sumy szerokości pasm składowych szumu.

Składowe tonalne są ważniejsze dla ludzkiego układu słuchowego niż składowe szumu. Tak więc pożądane jest przydzielanie wystarczającej liczby bitów dla składowych tonalnych. Jednocześnie, jeśli występuje wiele składowych tonalnych, zdekodowane sygnały foniczne złożone ze składowych szumu są zasadniczo pokryte przez sygnały foniczne złożone ze składowych tonalnych. Stąd, jeśli składowe szumu są przetwarzane razem w procesie kodowania, odzwierciedla się to tylko niewielkim efektem na pogorszenie jakości odbioru przez ludzki układ słuchowy. Stąd, jeśli występuje wiele składowych tonalnych, to znaczy jeśli suma szerokości pasm składowych szumu jest mała, składowe szumu są wspólnie przetwarzane dla zmniejszenia ilości bitów przeznaczonych dla składowych szumu oraz dla wykonania przydziału bitów dla składowych szumu. W innym przypadku, jeśli występuje jedynie mała ilość składowych tonalnych, czyli suma szerokości pasm składowych szumu jest duża, ilość przydzielanych bitów dla składowych tonalnych nie jest nadmiernie zwiększana. W takim przypadku składowe szumu nie są przetwarzane razem i większa ilość bitów jest przydzielona dla odpowiednich składowych szumu. Tak więc, jeśli stosunek sumy szerokości pasm składowych szumu jednego z kanałów Ch1, Ch2, do szerokości pasma jednostki kodowania jest mniejszy od założonej wielkości progowej, zespół decyzyjny 123 ustawia przełącznik 126 po stronie drugiego zespołu kodującego 125 dla przepuszczenia dalej składowych szumu zakodowanych wspólnie dla różnych kanałów. Jeśli natomiast zespół decyzyjny 123 ustawia przełącznik 126 po stronie pierwszego zespołu kodującego 124, przepuszczone zostają indywidualnie zakodowane składowe szumu kanałów.

To znaczy, jeden z zacisków wejściowych przełącznika 126, zostaje wybrany na podstawie sygnału określającego decyzję podjętąprzez zespół decyzyjny 123, w taki sposób, że jedno z wyjść pierwszego zespołu kodującego 124 albo drugiego zespołu kodującego 125 jest wybrane na podstawie decyzji opartej na wspomnianych własnościach ludzkiego układu słuchowego.

184 295

Sygnał wyjściowy przełącznika 126 doprowadzony do zacisku 128 stanowi zakodowany sygnał, zawierający wspólnie zakodowane składowe szumu lub indywidualnie zakodowane składowe szumu. Stąd sygnał wyjściowy jest doprowadzony do układu generacji sekwencji kodowej 106 z fig. 8. Do układu generacji sekwencji kodowej 106 jest również doprowadzony sygnał określający rodzaj decyzji podjętej za pomocą układu decyzyjnego 123.

Na podstawie fig. 11 zostanie opisany układ dekodowania składowych szumu 113 urządzenia do dekodowania sygnału przedstawionego na fig. 9. Układ dekodowania składowych szumu 113 jest układem przeciwstawnym względem układu kodowania składowych szumu 105 z fig. 10.

Dekoder sygnału według wynalazku, jako główne elementy zawiera układ dekodowania składowych szumu 113 o postaci pokazanej na fig. 11, oraz układ do dekodowania składowych tonalnych 112 (fig. 9) do dekodowania wielokanałowych zakodowanych składowych tonalnych. Tak więc urządzenie do dekodowania zawiera pierwszy zespół dekodujący 134 do dekodowania składowych szumu zakodowanych indywidualnie, to znaczy nie wspólnie, oraz drugi zespół dekodujący 135 do dekodowania składowych szumu zakodowanych wspólnie, to znaczy wspólnie przetworzonych. Ponadto, dekoder jest zaopatrzony w przełączniki 133 i 136 do selektywnego przełączania sygnałów pomiędzy wyjściami pierwszego zespołu dekodującego 134 i drugiego zespołu dekodującego 135, na podstawie wyników detekcji właściwości w czasie kodowania, to znaczy sygnału określającego decyzję podjętą za pomocą układu decyzyjnego 123 z fig. 10.

Jak przedstawiono na fig. 11, zakodowane składowe szumu wydzielone z sekwencji kodowej przez układ rozkładania sekwencji kodowej 111 z fig. 9, zostają przesłane poprzez zacisk 132 do selektywnie przełączającego przełącznika 133. Sygnał określający decyzję układu decyzyjnego 123 z fig. 10, wydzielony z sekwencji kodowej przez układ rozkładania sekwencji kodowej 111, zostaje przesłany poprzez zacisk 131 do wejść sterujących przełączników 133, 136.

Przełącznik 133 jest przełączany na podstawie sygnału określającego decyzję. To znaczy, jeśli zakodowane składowe szumu, dostarczone do niego przez zacisk 132, są składowymi szumu nie przetworzonymi wspólnie, przełącznik 133 wysyła te składowe szumu przez jeden z zacisków do pierwszego zespołu dekodującego 134. Jeśli zakodowane składowe szumu, doprowadzone poprzez zacisk 132, są składowymi szumu przetworzonymi wspólnie, selektywnie przełączający przełącznik 133 przesyła składowe szumu przez drugi zacisk do drugiego zespołu dekodującego 135. Pierwszy zespół dekodujący 134 jest przeciwstawny względem pierwszego zespołu kodującego 124 z fig. 10 i dekoduje zakodowane składowe szumu dla kanałów Ch_b Ch2, nie przetworzone razem. Drugi zespół dekodujący 135 jest przeciwstawny względem drugiego zespołu kodującego 125 z fig. 10 i dekoduje składowe szumu dla kanałów Ch,, Ch2, zakodowane razem względem odpowiednich kanałów i dekoduje dla poszczególnych kanałów składowe szumu. Może być również zastosowana odwrotna kolejność separacji i dekodowania. Zdekodowane składowe szumu dla pierwszego kanału Ch1 z pierwszego i drugiego zespołu dekodującego 134, 135 zostają przesłane do jednych stałych styków, połączonych z ruchomymi stykami 136a, 136b, przełącznika 136. Zdekodowane składowe szumu dla kanału Ch_b z pierwszego i drugiego zespołu dekodującego 134, 135 zostają przesłane do drugich stałych styków łączonych selektywnie z ruchomymi stykami 136a, 136b przełącznika 136. Styki ruchome 136a, 136b, przełącznika 136 są współzależne względem siebie dla wykonywania selektywnego przełączania w odpowiedzi na sygnał określający decyzję, doprowadzony poprzez zacisk 131. Sygnały wyjściowe ze styków 136a, 136b są wyprowadzone do zacisków 137, 138, jako składowe szumu kanałów, odpowiednio, Ch_p Ch2. Te sygnały wyjściowe z wyjściowych zacisków 137, 138 zostają przesłane do układów syntezy 114,, 114₂ z fig. 9.

Na figurze 12 przedstawiono przykładową konfigurację pierwszego zespołu kodującego 124 z fig. 10, dla indywidualnego kodowania składowych szumu poszczególnych kanałów. Składowe szumu pierwszego kanału Ch1 przez zacisk 121, są doprowadzone do zacisku HO,,

184 295 podczas gdy składowe szumu drugiego kanału Ch2, przez zacisk 1212, są doprowadzone do zacisku 1402. Te składowe szumu zostają, przesłane do przyporządkowanych im obwodów normalizujących 141_1# 14^.

Obwody normalizujące 1411, 14½ normalizują składowe szumu obydwu kanałów Ch_b Ch₂ oraz przesyłają znormalizowane składowe szumu do pierwszych kwantyzatorów 145j, 1452, doprowadzając jednocześnie współczynniki normalizacji do drugich kwantyzatorów 143_b 1432.

Skwantowane współczynniki normalizacji przez jedne kwantyzatory 143_b 1432 są odprowadzone do odpowiednich wyjść 1471, 1472. W drugich kwantyzatorach 1451 145₂ poddaje się kwantowaniu składowe szumu dla poszczególnych kanałów z założoną ilością bitów·; wyznaczoną przez informacje o adapcyjnym skoku kwantowania z przyporządkowanych im obwodów decyzyjnych skoku kwantowania 142,, 1422. Składowe szumu skwantowane przez kwantyzatory 1451 1452 są odprowadzone poprzez zaciski 148_b 1482. Konstrukcja i sposób działania obwodu normalizacji 141_b kwantyzatora 145], obwodu decyzyjnego skoku kwantowania 142), układu normalizacji 1412, kwantyzatora 1452, obwodu decyzyjnego skoku kwantowania 1422, są takiego rodzaju, jak w przykładzie przedstawionym na fig. 4.

Dane informacyjne o skoku kwantowania z obwodów decyzyjnych skoku kwantyzacji 142_b 142₂ są również kwantowane przez kwantyzatory 146_b 1462, skąd są doprowadzone do odpowiednich zacisków 149, 1492.

Zakodowane składowe szumu, współczynniki skali i dane informacyjne o skoku kwantowania z zacisków od 147 do 149 zostają przesłane do jednego ze stałych styków przełącznika 126 z fig. 10.

Na figurze 13 przedstawiono przykład konfiguracji drugiego zespołu kodującego 125 z fig. 10, do wspólnego kodowania składowych szumu. Składowe szumu pierwszego kanału Ch, przez zacisk 121, z fig 10, są przesłane do pierwszego wejściowego zacisku 160, podczas gdy składowe szumu drugiego kanału. Ch2, przez zacisk 1212 z fig 10, są przesłane do drugiego wejściowego zacisku 1602. Te składowe szumu są przesłane do odpowiednich obwodów normalizacji 161_b 1612. W obwodach normalizacji 1611, 1612 przeprowadza się normalizuję składowych szumu obydwu kanałów Ch_b Ch₂, jak to już opisano, a następnie wygenerowane współczynniki skali zostają przekazane do kwantyzatorów 1671, 1672. Współczynniki skali skwantowane przez kwantyzatory 1671, 1672 są przesłane do multipleksera 168. Składowe szumu znormalizowane w obwodach normalizacji ^^1j, 1612, zostają przesłane do sumatora 162.

W sumatorze 162 sumuje się znormalizowane składowe szumu odpowiednich kanałów; Sygnał wyjściowy sumatora 162 jest przesłane do kwantyzatora 164 poprzez mnożarkę 163, w której współczynnik mnożenia wynosi 1/2. W kwantyzatorze 164 przeprowadza się kwantyzację doprowadzonych składowych szumu z przydzieloną liczbą bitów przez układ decyzyjny skoku kwantowania 165, który wyznacza skok kwantowania na podstawie sygnału wyjściowego mnożarki 163. Sygnał wyjściowy kwantyzatora 164 jest przesłane do multipleksera 168, przy czym informacja o skoku kwantowania z układu decyzyjnego skoku kwantowania 165 poddana jest kwantowaniu w kwantyzatorze 166 i następnie doprowadzona do multipleksera 168.

W multiplekserze 168 multipleksuje się składowe szumu przetworzone wspólnie i skwantowane w kwantyzatorze 164, skwantowaną informację o skoku kwantowania i skwantowane współczynniki skali dla poszczególnych kanałów, a następnie wynikowe dane wyprowadzone zostają na zacisk wyjściowy 169. Sygnał z zacisku wyjściowego 169 jest doprowadzony do drugiego stałego styku przełącznika 126 z fig. 10.

Przykład konfiguracji pierwszego zespołu dekodującego 134 z fig. 11, do dekodowania składowych szumu dla poszczególnych kanałów, zakodowanych indywidualnie, zostanie objaśniony w nawiązaniu do fig. 14. Układ z fig. 14 jest przyporządkowany pierwszemu zespołowi kodującemu 124 z fig. 12. Jak przedstawiono na fig. 14, pierwsza grupa wejściowych zacisków 1511, 152, i 153, jest powiązana z pierwszym kanałem Ch^ podczas gdy druga grupa wejściowych zacisków 1512, 1522 i 1532 jest powiązana z drugim kanałem Ch₂. Skwantowane współczynniki skali są doprowadzone do zacisków 151, i 1512 (sygnały z zacisków 1471, 1472 z fig- 12), znormalizowane i skwantowane składowe szumu są doprowadzone do

184 295 zacisków 1521 i 152₂ (sygnały z zacisków 148_b 148₂ z fig.' 12), a skwantowana informacja o skoku kwantowania doprowadzona jest do zacisków 153 p 153₂ (sygnały z zacisków 149!, 149₂ z fig. 12). Sygnały doprowadzone do zacisków 151_b 1512; 152^ 1522; 153_b 1532 są przesłane do dekwantyzatorów 1541, 1542; 1551 1552; 1561, 1562 dla dekwantowania.

Tak więc, w dekwantyzatorach 1551, 1552, do których są doprowadzane znormalizowane i skwantowane składowe szumu, przeprowadza się dekwantyzację tych składowych na podstawie informacji o skoku kwantowania z dekwantyzatorów 1561 , 1562, dekwantujących skwantowaną informację o skoku kwantowania.

Składowe szumu z wyjść dekwantyzatorów 1551, 1552, są przesłane do mnożarek 1571, 1572. Do tych mnożarek 1571, 1572 są również doprowadzone współczynniki skali z dekwantyzatorów 154_b 1542, dekwantujących skwantowane współczynniki skali.

W mnożarkach 1571, 1572 przeprowadza się mnożenie składowych szumu przez współczynniki skali dla dokonania denormalizacji. Zdenormalizowane składowe szumu dla poszczególnych kanałów są przesłane poprzez zaciski wyjściowe 158_b 1582 do selektywnie przełączającego przełącznika 136 z fig. 11.

Przykład konfiguracji drugiego zespołu kodującego 135 z fig. 11, dekodującego składowe szumu zakodowane wspólnie, objaśniony zostanie w nawiązaniu do fig. 15. Układ z fig. 15 jest przyporządkowany drugiemu zespołowi dekodującemu 125 pokazanemu na fig. 13. Jak przedstawiono na fig. 15, wspólnie zakodowane składowe szumu, odpowiadające sygnałowi na wyjściowym zacisku 169 drugiego zespołu kodującego 125 z fig. 13, są doprowadzone do zacisku 170. Zakodowany sygnał doprowadzony do zacisku 170 jest demultipleksowany w demultiplekserze 171 do postaci skwantowanych współczynników skali dla poszczególnych kanałów, skwantowanej informacji o wielkości skoku kwantowania, oraz składowych szumu wspólnie przetworzonych i skwantowanych.

Skwantowane współczynniki skali dla poszczególnych kanałów są następnie przesłane do odpowiednich dekwantyzatorów 17121, 1722. Współczynniki skali dla odpowiednich kanałów dekwantowane przez dekwantyzatory 1721, 1722, są następnie przesłane do mnożarek 175_n 1752.

Składowe szumu, wspólnie przetworzone i skwantowane, zostają przesłane do dekwantyzatora 173, a skwantowana informacja o skoku kwantowania jest przesłana do kolejnego dekwantyzatora 174. W dekwantyzatorze 173 dekwantuje się składowe szumu przetworzone wspólnie i skwantowane, na podstawie informacji o skoku kwantowania uzyskanej z dekwantyzatora 174. Składowe szumu wspólnie przetworzone i dekwantowane przez dekwantyzator 173, są przesłane do dwóch mnożarek 1751, 1752, ^w których mnoży się składowe szumu przez współczynniki skali dla obydwu kanałów Ch,. Ch₂ w celu denormalizacji. Zdenormalizowane składowe szumu dla poszczególnych kanałów są przesłane przez odpowiednie zaciski wyjściowe 1761, 1762 do drugiego selektywnie przełączającego przełącznika 136 z fig. 11.

Na figurze 16 zilustrowano oddzielanie od siebie składowych szumu i składowych tonalnych, w układach rozdzielania składowych sygnału 102„ 1022 z fig. 8. Na fig. 16 przedstawiono typowe sygnały widmowe (składowe częstotliwościowe) dostarczone przez układy transformacji 1011, 1012.

Na figurze 17 przedstawiono składowe szumu odpowiadające widmowym sygnałom z fig. 16, od których zostały oddzielone sygnały tonalne, oznaczone na fig. 16 przerywanymi liniami. Na fig. 16, oś rzędnych pokazuje poziomy (dB) bezwzględnych wartości sygnałów widmowych (składowych częstotliwościowych) uzyskanych poprzez zmodyfikowaną dyskretną transformację cosinusową MDCT, a wejściowy sygnał foniczny zostaje przekształcony na przykład na 64 widmowe sygnały na ramkę.

Ponieważ składowe tonalne są zazwyczaj zgrupowane w mniejszej liczbie sygnałów widmowych, jak w przykładzie z fig. 16, ilość bitów potrzebnych do skwantowania nie jest nadmiernie zwiększona, jeśli te składowe widmowe są kwantowane z niewielkim skokiem kwantowania. Efektywność kwantowania jest znacznie poprawiona poprzez normalizację 1 późniejsze kwantowanie tych składowych tonalnych.

184 295

Ponieważ jednak składowe widmowe będące składowymi tonalnymi są względnie nieliczne, jak już to wyjaśniono, proces normalizacji kwantowania może być pominięty, dla uproszczenia urządzenia.

Jak przedstawiono na fig. 17, nie wszystkie składowe tonalne oznaczone przerywanymi liniami na fig. 16 zostały pominięte, lecz części składowych tonalnych mniejsze od założonego poziomu pozostawiono jako składowe szumu. Ponadto, składowe zaznaczone przerywanymi liniami na fig. 17 mogą być wydzielone ze składowych szumu z fig. 17 jako składowe tonalne. Kodowanie z większą dokładnością może być realizowane poprzez powtarzanie tych operacji. Jeśli proces tego rodzaju jest zastosowany, osiąga się dokładniejsze skwantowanie, nawet jeśli górna granica ilości bitów, które mogą być przydzielone do reprezentowania składowych tonalnych jest zmniejszona, przez co umożliwia się zmniejszenie ilości bitów informacji o skoku kwantowania, wskazującej ilość bitów kwantowania. Opisany proces wydzielania składowych tonalnych w wielu etapach nie jest ograniczony do przypadku odejmowania sygnałów ekwiwalentnych zakodowanym i później dekodowanym składowym tonalnym od pierwotnych sygnałów widmowych, lecz może być również zastosowany w przypadku ustawiania składowych widmowych wydzielonych składowych tonalnych na wartość zero. Określenie „sygnały uwolnione ze składowych tonalnych ma na celu objęcie obu tych przypadków.

Na figurze 18 przedstawiono typowe sygnały widmowe w przypadku, gdy składowe tonalne są wydzielone jedynie z wysokiego zakresu częstotliwości. Sygnały widmowe pokazane na fig. 18 są podobnie dzielone na składowe tonalne, oznaczone przerywanymi liniami i pozostałe składowe szumu.

Nawiązując do fig. 18 można zauważyć, że jeśli wystarczająca rozdzielczość częstotliwości ma być utrzymywana w dolnym zakresie częstotliwości po ortogonalnym przekształceniu, konieczne jest wykorzystanie ekstremalnie długiego bloku dla ortogonalnej transformacji, co jest bardzo trudne do osiągnięcia ze standardową jednostką skali. Jednocześnie, dla kodowania składowych tonalnych konieczne jest kodowanie informacji normalizacji lub danych informacyjnych o pozycji tych składowych tonalnych. Jednakże, jeśli istnieją liczne składowe tonalne trudne do wydzielenia w dolnym zakresie częstotliwości, nie jest rzeczą kluczową ulepszanie efektywności kodowania w celu zapisania tych danych informacyjnych w liczbie odpowiadającej liczbie wydzielonych składowych tonalnych. Stąd, jeśli nie może być osiągnięta wystarczająca rozdzielczość częstotliwości w dolnym zakresie częstotliwości, pożądane jest wydzielenie składowych tonalnych jedynie dla zakresu wysokich częstotliwości i kodowanie ich tak jak w przykładzie z fig. 18.

Możliwe jest również w przypadku przedstawionym na fig. 18 pozostawienie części składowych tonalnych, oznaczonych przerywanymi liniami, mniejszych od określonego poziomu, w całości jako składowe szumu, oraz wydzielenie składowych tonalnych z tych pozostałych składowych szumu.

Na figurze 19 do 21 wyjaśnione jest wydzielanie składowych tonalnych i składowych szumu, z sygnałów widmowych, jak również tworzenie sekwencji kodowej, przeprowadzone w układzie generacji sekwencji kodowej 106.

Na figurze 19 przedstawiono typowe sygnały widmowe, w których istnieją cztery składowe tonalne TC_A, TC_B, TC_c i TC_D.

Na fig. 20 przedstawiono składowe szumu uzyskane przez odjęcie składowych tonalnych TCa, TCb, TC_c i ^tcd od sygnałów widmowych pokazanych na fig. 19. Jeśli składowe tonalne TCa, TCb, TCc i TCd są odjęte od pierwotnych sygnałów widmowych w pasmach bl i b5, jak pokazano na fig. 20, współczynniki normalizacji w jednostkach kodowania przyjmują małą wartość, przez co umożliwiają zmniejszenie kwantowania szumu, nawet jeśli wykorzystana jest mniejsza ilość bitów.

184 295

W przykładach pokazanych na fig. 19 i 20, części składowych tonalnych TC_A, TC_B, TC_c i TC_D poniżej określonego poziomu mogą być pozostawione jako składowe szumu, bez całkowitej eliminacji tych składowych tonalnych TCa, TCb, TC_c i TC_D z fig. 19, a składowe tonalne mogą być dodatkowo usunięte ze składowych szumu.

Składowe szumu mogą być bardziej wydajnie zakodowane dzięki wykorzystaniu własności układu słuchowego człowieka. To znaczy, jeśli efekt maskowania występuje na osi częstotliwości w sąsiedztwie składowych tonalnych, nie ma znaczącej różnicy pomiędzy pierwotnym dźwiękiem i zakodowanymi sygnałami akustycznymi, jeśli kodowanie jest wykonane przy założeniu, że składowe szumu w sąsiedztwie wydzielonych składowych tonalnych są równe zero.

Na figurze 21 przedstawiono przykład sekwencji kodowej, uzyskanej poprzez rozdzielenie sygnałów widmowych na składowe tonalne i składowe szumu, i zakodowanie tych składowych, czyli sekwencję kodową zapisaną na nośniku zapisu. Jak przedstawiono na fig. 21, w skład bloku sekwencji kodowej wchodzą, po kolei, dane informacyjne o ilości składowych tonalnych ten, gdzie ilość ta wynosi 4 dla przykładu z fig. 19, dane informacyjne o składowych tonalnych tCA, tCB, tCc i tCD przyporządkowane składowym tonalnym tCa, TCb, TCc i TCd z fig. 19 oraz informacja o składowych szumu nc,, nc₂, nc₃, nc₄, nc₅ dla pasm od b, do b₂ z fig. 19.

Informacja o składowej tonalnej zawiera: daną informacyjną CP określającą środkową składową tonalną, którą w przypadku składowej tonalnej TCb jest składowa nr 15; informację o skoku kwantowania określającą ilość bitów kwantowania, która na przykład wynosi 6 dla składowej tonalnej TCb, oraz daną, informacyjną o współczynniku normalizacji. Te dane informacyjne są ułożone w sekwencję kodową wraz z danymi informacyjnymi o znormalizowanym i skwantowanym sygnale, takimi jak dane informacyjne SC„ SC₂, SC₃. Jeśli skok kwantowania jest stały dla danych częstotliwości, nie jest konieczne umieszczanie w bloku informacji o skoku kwantowania.

Chociaż pozycja środkowej składowej składowych tonalnych jest używana w powyższym przykładzie realizacji jako informacja o pozycji dla składowych tonalnych, możliwe jest zapisywanie numeru umieszczonej najbardziej po lewej stronie składowej widmowej, który w przypadku składowej tonalnej TC_B wynosi 14.

Jeśli składowe szumu nie są przetworzone razem, informacja o składowych szumu, taka jak ncj, zawiera informację o wykorzystaniu własności odpowiedniego kanału, która wynosi „OFF” (niewykorzystywane) jeśli wspólne przetwarzanie nie jest wykonywane, informacje o skoku kwantowania, informacje o współczynniku normalizacji (współczynniki skali), oraz informacje o znormalizowanych i skwantowanych składowych sygnału, takie jak dane informacyjne SC,, SC₂, ... , SC₈.

Jednocześnie, jeśli składowe szumu są wspólnie przetwarzane, informacja o składowych szumu, taka jak nc2, zawiera informację o wykorzystaniu własności odpowiedniego kanału, która wynosi „ON” (wykorzystywane) jeśli wspólne przetwarzanie jest wykonywane, oraz dane informacyjne o współczynniku normalizacji.

Jeśli dana informacja o skoku kwantowania wynosi 0, tak jak w przypadku informacji o składowej szumu nc₄ z fig. 21 związanej z pasmem b4 z fig. 9 i 10, oznacza to, że kodowanie nie jest aktualnie wykonywane w jednostce kodowania. Tak jak dla tej składowej szumu, nie ma potrzeby zapisywania informacji o skoku kwantowania, jeśli skok kwantowania jest ustalony dla danych poszczególnych częstotliwości. W tym przypadku wystarczy dodać jednobitowy znacznik do określenia, czy kodowanie jest aktualnie wykonywane dla jednostki kodowania.

Na figurach 22 i 23 przedstawiono typowe sygnały widmowe i składowe szumu w przypadku, gdy decyzja układu decyzyjnego 123 z fig. 10 jest podejmowana na podstawie informacji o sumie szerokości pasm składowych szumu pozostałych po wydzieleniu składowych tonalnych, oraz na podstawie informacji o szerokości pasm jednostek kodowania.

184 295

Przedstawione na fig. 22 i 23 składowe szumu w paśmie b4, spośród pasm b1 do b5 dla zadanego kanału, w którym może istnieć wiele składowych tonalnych, to znaczy w przypadku, gdy szerokość składowych szumu jest względnie mała względem szerokości pasma, mogą być przetwarzane razem, gdyż negatywny wpływ tego działania na efekty słuchowe przy odtwarzaniu dźwięku jest bardzo niewielki.

W przykładzie z fig. 23, części składowych tonalnych od TC_A do TC_E z fig. 22, poniżej określonego poziomu, mogą być pozostawione jako składowe szumu, bez całkowitego wyeliminowania tych składowych tonalnych. Ponadto, składowe tonalne mogą być również całkowicie usunięte ze składowych szumu.

Na figurze 24 przedstawiono schemat blokowy kodera sygnałów, do kodowania składowych tonalnych i składowych szumu wydzielonych ze wspólnie przetwarzanych składowych szumu, w którym składowe szumu są przetwarzane razem, a przetworzone składowe szumu nie są dzielone na składowe tonalne i pozostałe składowe szumu dla zakodowania. Chociaż na fig. 24 przedstawiono główne elementy tylko dla jednego kanału, układ generowania sekwencji kodowej 192 wytwarza ciąg kodowy dla wszystkich kanałów

W układzie z fig. 24 składowe na zacisku wejściowym 181, aż do układu rozdzielania składowych sygnału 183, są podobne do składowych na zacisku wejściowym 600 kodera z fig. 1 aż do układu rozdzielania składowych szumu 602.

Składowe tonalne, wydzielone przez układ rozdzielania składowych sygnału 183, są kodowane w układzie kodowania składowych tonalnych 184, skąd ciąg kodowy jest doprowadzony do układu generacji sekwencji kodowej 192. Do układu generacji sekwencji kodowej 192 są doprowadzone przez zacisk 191 zakodowane dane informacyjne dotyczące składowych tonalnych z układów kodowania składowych tonalnych 184 z innych kanałów·.

Jednocześnie, składowe szumu wydzielone w układzie rozdzielania składowych sygnału 183 zostają przesłane do układu wspólnego przetwarzania dla wielu kanałów 186. Do układu 186 są również doprowadzone przez zacisk 185 składowe szumu z układu rozdzielania składowych sygnału 183 z innych kanałów. Układ wspólnego przetwarzania dla wielu kanałów 186 wyznacza, w sposób podobny do układu decyzyjnego 123, czy składowe szumu z różnych kanałów powinny być przetwarzane razem, czy osobno. Jeśli zapada decyzja o wspólnym przetwarzaniu, układ 186 sumuje znormalizowane składowe szumu z odpowiednich kanałów i mnoży tę sumę przez współczynnik 1/2 dla przypadku dwukanałowego, w celu wykonania wspólnego przetworzenia. Powstałe dane są doprowadzone do układu rozdzielającego składowe sygnału 187. Jeśli kanały nie mają być obsługiwane wspólnie, układ 186 przesyła znormalizowane składowe szumu odpowiednich dwóch kanałów do układu kodowania składowych szumu 188. W układzie kodowania składowych szumu 188 koduje się składowe szumu odpowiednich kanałów, które nie są wspólnie przetwarzane, i przesyła zakodowane składowe szumu do układu generacji sekwencji kodowej 192.

Składowe szumu przeznaczone do wspólnego przetwarzania przez układ wspólnego przetwarzania dla wielu kanałów 186, są dalej dzielone przez układ rozdzielania składowych sygnału 187 na składowe tonalne i składowe szumu. Jeśli składowe szumu wielu kanałów są przetwarzane wspólnie, istnieją przypadki gdy składowe widmowe są skoncentrowane na kilku szczególnych częstotliwościach, tworząc składowe tonalne w zależności od sposobu formowania wspólnie przetwarzanych danych. Układ rozdzielania składowych sygnału 187 dzieli wspólnie przetwarzane składowe szumu na składowe tonalne i składowe szumu. Jeśli koncentracja występuje przy pewnych szczególnych częstotliwościach wśród wspólnie przetwarzanych składowych szumu, oraz jeśli te składowe widmowe nie są kwantowane z wystarczająco małą wielkością skoku kwantowania, zniekształcenia pomiędzy blokami stają się znaczące w momencie, gdy składowe widmowe są odtwarzane w dziedzinie czasu i syntezowane z czasowo poprzednimi i następnymi blokami, przez co powstaje znaczne pogorszenie jakości dźwięku.

Składowe tonalne wydzielone przez układ rozdzielania składowych sygnału 187 są przesyłane do układu kodowania składowych tonalnych 190, podczas gdy składowe szumu są

184 295 przesłane do drugiego układu kodowania składowych szuniu 189. Składowe częstotliwości kodowane w układzie kodowania składowych tonalnych 190 i w układzie kodowania składowych szumu 189, są przesłane do układu generacji sekwencji kodowej 192.

Jeśli nie jest wykonywane wspólne przetwarzanie, układ generacji sekwencji kodowej 192 odprowadza zakodowane dla poszczególnych kanałów składowe tonalne i zakodowane dla poszczególnych kanałów składowe szumu do zacisku wyjściowego 193. Jeśli wykonywane jest wspólne przetwarzanie, układ generowania sekwencji kodowej 192 generuje wstępnie ustaloną sekwencję kodową dla sygnału zakodowanego dla poszczególnych kanałów, zakodowany sygnał składowych tonalnych i składowych szumu wydzielonych ze składowych szumu do wspólnego przetworzenia, oraz zakodowane składowe tonalne dla poszczególnych kanałów oraz wyprowadza wygenerowany ciąg kodowy do zacisku wyjściowego 193.

Na figurze 25 przedstawiono układ dekodera sygnału, do dekodowania sygnałów otrzymanych przez kodowanie składowych tonalnych i składowych szumu wydzielonych ze wspólnie przetworzonych składowych szumu, który jest przeciwstawny względem kodera sygnałów z fig. 24. Jak przedstawiono na fig. 25, sekwencja kodowa utworzona w koderze sygnałów z fig. 24, zarejestrowana na nośniku zapisu i następnie odtworzona, lub sekwencja kodowa przesłana przez ośrodek transmisyjny, jest doprowadzona do wejściowego zacisku 200.

Sekwencja kodowa zostaje rozłożona w układzie rozdzielania sekwencji kodowej 201, na zakodowany sygnał składowych tonalnych z pierwotnych sygnałów widmowych odpowiednich kanałów i zakodowany sygnał składowych szumu. Jeśli składowe szumu nie były wspólnie przetwarzane w czasie kodowania, układ rozkładania sekwencji kodowej wydziela zakodowane sygnały pierwotnego wielokanałowego sygnału widmowego. Jeśli składowe szumu były wspólnie przetwarzane w czasie kodowania, układ rozkładania sekwencji kodowej rozdziela zakodowane sygnały składowych tonalnych i składowych szumu wytworzonych w procesie wspólnego przetwarzania składowych szumu wielokanałowych pierwotnych sygnałów widmowych.

Składowe szumu zakodowane indywidualnie, wydzielone przez układ rozkładania sekwencji kodowej 201, są przesyłane do układu dekodowania składowych tonalnych 205. Zakodowane składowe tonalne pozostałych kanałów są przesłane poprzez zacisk 206 do przyporządkowanego układu dekodowania dla każdego kanału, gdzie są dekodowane. Składowe szumu zakodowane indywidualnie, rozdzielone w układzie rozdzielania składowych sygnału 201 są zdekodowane w układzie dekodowania składowych szumu 204. Powstałe sygnały, będące efektem dekodowania indywidualnie zakodowanych składowych szumu, zostają rozdzielone pomiędzy odpowiednie kanały w układzie rozdzielania kanałów 208. Sygnał dla odpowiedniego kanału jest przesłany do układu syntezy 210, podczas gdy sygnały innych kanałów są przesłane poprzez zacisk 209 do układów syntezy przyporządkowanych poszczególnym pozostałym kanałom.

Jednocześnie, zakodowane sygnały składowych szumu i składowych tonalnych powstałe w procesie wspólnego kodowania składowych szumu, rozdzielone w układzie rozdzielania składowych sygnału 201, są przesłane do układu dekodowania składowych szumu 202 i układu dekodowania składowych tonalnych 203, w celu zdekodowania i następnie syntezy w układzie syntezy 207. Wyjście układu syntezy 207 jest dołączone do układu rozdzielania kanałów 208 w celu rozdzielenia na składowe szumu dla poszczególnych kanałów. Składowe szumu innych kanałów są wyprowadzone poprzez zacisk 209 i są przesłane do układów syntezy 210 odpowiednich kanałów.

Układ syntezy 210 syntezuje składowe szumu z układu dekodowania składowych tonalnych 205 i z układu rozdzielania kanałów 208 oraz przesyła zsyntezowane sygnały do układu odwrotnej transformacji 211, na wyjściu którego występuje odwrotnie przetransformowany sygnał doprowadzony do wyjściowego zacisku 212.

W opisanych przykładach realizacji wynalazku, wielokanałowe składowe szumu mogą być kodowane wspólnie w celu poprawienia efektywności i zmniejszenia szybkości przesyłania. Jeśli sygnały widmowe są skoncentrowane przy kilku szczególnych składowych

184 295 częstotliwości, co umożliwia wspólne kodowanie składowych tonalnych, składowe tonalne mogą być dalej dzielone na składowe szumu i składowe tonalne do zakodowania, dla zmniejszenia błędu kwantowania składowych tonalnych obecnych we wspólnie przetwarzanych składowych tonalnych, dzięki czemu uzyskuje się optymalne kodowanie z wysoką efektywnością.. Jeśli koncentracja składowych występuje dla określonych szczególnych częstotliwości dzięki wspólnemu przetwarzaniu składowych szumu i jeśli te składowe widmowe nie są kwantowane przez odpowiednią ilość kroków kwantowania, powstają zniekształcenia pomiędzy blokami w momencie, gdy sygnały widmowe są przekształcane do dziedziny czasu na przebiegi falowe, powodując znaczne pogorszenie jakości dźwięku. Może być to wyeliminowane przez zastosowanie przykładów realizacji niniejszego wynalazku. Nie ma znaczenia, czy sposób kodowania danych nie przetwarzanych razem jest takim sposobem, w którym składowe tonalne nie są wydzielane do zakodowania. Ponadto, wybór odpowiednich kanałów do wspólnego przetwarzania staje się możliwy poprzez zastosowanie wielkości podziału składowych tonalnych w każdym kanale jako wskaźnika dla podejmowania decyzji przez układ decyzyjny.

Zgodnie z rozwiązaniami według wynalazku, jeśli drugie wielokanałowe sygnały są przetworzone wspólnie na podstawie detekcji właściwości drugich wielokanałowych sygnałów, współczynnik kompresji drugich wielokanałowych sygnałów zostaje zwiększony. Poprzez wykonywanie selektywnego przełączania pomiędzy wspólnym kodowaniem, w którym drugie sygnały poszczególnych kanałów są wspólnie kodowane, oraz indywidualnym ich kodowaniem dla poszczególnych kanałów, współczynnik kompresji zostaje poprawiony w przypadku wspólnego przetwarzania, przy czym efekt zniekształcenia powodowany przez takie wspólne przetwarzanie zostaje zlikwidowany, jeśli takie wspólne przetwarzanie nie jest wykonywane.

Zgodnie z rozwiązaniami według wynalazku, poprzez dekodowanie zakodowanych dla poszczególnych kanałów pierwszych sygnałów i dekodowanie drugich sygnałów zakodowanych razem na podstawie detekcji właściwości, dekodowane sygnały zostają odtworzone z sygnałów zakodowanych z zastosowaniem sposobu i urządzenia według wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem, rozmiar zakodowanych danych nie zwiększa się nawet przy kodowaniu wielu kanałów. Ponadto, dekodowane sygnały są pozbawione zniekształceń nawet wówczas, gdy rozmiar zakodowanych danych nie może być zwiększony.

184 295

201 202

FIG.25

184 295

189 192

FIG.24

184 295

TCB

FIG.22

ćZĘ&TOTLlkOŚĆ

FIG.23

184 295

bi | b2 |b3 b4 bs

CZĘSTOTLIWOŚĆ

FIG.20

INFORMACJA 0 NUMERZE SKŁADOWEJ TONALNEJ , len-4

INF. O SKŁADOWEJ TOINFORMACJA 0 WYKORZYSTANIU CHARAKTERYSTYKI KANAŁ-KANAŁ hłŁ

INFORMACJA 0 KANALE INFORMACJA O WSPÓŁCZYNNIKU NORMALIZACJI

NALNEJ -Łł_a

INF. O SKŁADOWEJ TONALNEJ tCft

INF. O SKŁADOWEJ TONALNEJ tfcę

INF. O SKŁADOWEJ 1ΌNALNEJ tL-t,

INF. O POZTCII SRODkOHEl_CPsĄ5

INF. KROKU KWANTYZACJI _=6

INFORMACJA O WSPÓŁCZYNNIKU NORMALIZACJI

INF. O SKŁADONEJ SYfcNAŁU_SCl

INF. Q SKŁADOWEJ SYGNAŁU SC Z

INF. O SKŁADOWEJ 5Y&NAŁU SC3

WFoMhOA O SKŁADOWEJ SZUMOWEJ

INFORMACJA O WYKORZYSTANIU CHARAKTERYSTYKI KAWAŁ - KANAŁ _=HVŁ,

INF KROKU KWANTYZACJI nd

INFORMACJA O SKŁA dowej ęwhoHei ncZ

INFORMACJA O WSPÓŁCZYNNIKU NORMALIZACJI

INF O SKŁADOWEJ SY6UAiil_SCI

INF O SKŁADOWEJ SY&NAŁU_SC2

INFORMACJA O SKŁADOWEJ SZUMOWEJ nc3

INF. O SKŁADOWEJ SZUMOWEJ nc4

INFORMACJA O SKŁADOWEJ SZUMOWEJ hc5

FIG.21

INF. O SKŁADOWEJ SYGNAŁU 5C8

INF. KROKU KWANTYZACJI =0

184 295

FIG.18 tcb

FiG.19

184 295

Σ?¹

O

N s

I

I bl I b2

b3 I b4 I bs

CZĘSTOTLIWOŚĆ bi b2

FIG.16 b3 b4 bs

CZĘSTOTLIWOŚĆ

FIG.17

184 295

134

FIG.15

184 295

125

1671 168

FIG.13

184 295

124

AiSPÓtCZYNMfK

SKALOWANIA

SKŁADOWA

SZUHOWA

INFORMACJA KROKU KWANTYZACJI

INFORMCJA KROKU KWANTYZACJI

SKŁADOWA

SZUMOWA

HSftJtCZZWNlK

SKALOWANIA

FIG.12

184 295

105

FIG.10

113

FIG.11

184 295

104-1

104₂

FIG.8

FiG.9

184 295

FIG.6

421 43ι

FIG.7

184 295

312

313

F8G.4

705

FIG.5

184 295

601

301 303

FIG.3

184 295

INFORMACJA o Pozycji

FIG.2

184 295

DANE O NUMERZE SKADOWEJ TONALNEJ, DANE O POŁOŻENIU,

DANE O LICZBIE widmowe!

603

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 6,00 zł.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób kodowania sygnału cyfrowego, zwłaszcza do kodowania sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, dla zapisu na nośniku danych lub transmisji, w którym to sposobie sygnały wejściowe każdego z kanałów poddaje się transformacji na składowe częstotliwościowe, rozdziela się te składowe częstotliwościowe na pierwsze wielokanałowe sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie wielokanałowe sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, a następnie koduje się te pierwsze i drugie sygnały, znamienny tym, że podczas kodowania przeprowadza się detekcję właściwości drugich wielokanałowych sygnałów za pomocą zespołu decyzyjnego (123) układu kodowania składowych szumu (105) i koduje się te drugie wielokanałowe sygnały z zastosowaniem wspólnego ich przetwarzania, na podstawie wyników detekcji ich właściwości.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na podstawie wyników detekcji realizuje się selektywne przełączanie pomiędzy indywidualnym kodowaniem drugich wielokanałowych sygnałów i wspólnym kodowaniem drugich wielokanałowych sygnałów.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspólnie przetworzone drugie wielokanałowe sygnały dodatkowo rozdziela się na trzecie sygnały utworzone ze składowych tonalnych i czwarte sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu.
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że selektywne przełączanie pomiędzy indywidualnym kodowaniem i wspólnym kodowaniem dla poszczególnych kanałów realizuje się na podstawie wyników detekcji przeprowadzonej w kolejnych ustalonych jednostkach kodowania.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że właściwości drugich wielokanałowych sygnałów określa się na podstawie informacji o sumie szerokości drugich składowych sygnałów w ustalonej jednostce kodowania oraz informacji o szerokości jednostki kodowania.
6. 6. Urządzenie do kodowania sygnału cyfrowego, zwłaszcza do kodowania sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, dla zapisu na nośniku danych lub transmisji, które to urządzenie jest zaopatrzone w układy transformacji sygnałów wejściowych na składowe częstotliwościowe, do których dołączone są układy rozdzielania składowych częstotliwościowych na pierwsze sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, połączone z układami kodowania przyporządkowanymi poszczególnym składowym, dla zakodowania pierwszych i drugich sygnałów, znamienne tym, że układ kodowania składowych szumu (105) swym jednym wejściem jest dołączony do wyjścia układu rozdzielania składowych sygnału (102j) jednego kanału (Ch_}), a swym drugim wejściem jest dołączony do wyjścia układu rozdzielania składowych sygnału (102₂) drugiego kanału (Ch₂) i jest zaopatrzony w zespół decyzyjny (123) do detekcji właściwości drugich wielokanałowych sygnałów, dla ich wspólnego przetwarzania na podstawie wyników detekcji.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że do wejść układu kodowania składowych szumu (105) przyporządkowanych poszczególnym kanałom (Ch_b Ch₂) dołączone są równolegle wejścia zespołu decyzyjnego (123), wejścia pierwszego zespołu kodującego (124) do indywidualnego kodowania wielokanałowych składowych szumu oraz wejścia drugiego zespołu kodującego (125) do wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, przy czym wyjście każdego z zespołów kodujących jest dołączone do przyporządkowanego mu stałego styku selektywnie przełączającego przełącznika (126), którego styk ruchomy jest dołączony do zacisku wyjściowego (128) układu kodowania składowych szumu (105), a wyjście układu decyzyjnego (123) jest połączone z wejściem sterującym tego przełącznika (126),

   184 295 dla wybierania sygnału wyjściowego jednego z zespołów kodujących (124,125) do indywidualnego bądź wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, na podstawie sygnału wyjściowego zespołu decyzyjnego.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że do każdego wejścia (140,, 1402) zespołu kodującego (124) do indywidualnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, przyporządkowanego jednemu z kanałów (Ch,, Ch₂), dołączone jest równoległe wejście obwodu normalizacji (141j, 1412) i wejście obwodu decyzyjnego skoku kwantowania (142j, 1422), których wyjścia są dołączone do przyporządkowanego jednemu z kanałów (Ch,, Ch₂) kwantyzatora (145j, 145₂) składowych szumu, przy czym drugie wyjście obwodu normalizacji (1411 1412) jest połączone z drugim kwantyzatorem (143j, 143₂) współczynników normalizacji, a ponadto wyjście obwodu decyzyjnego skoku kwantowania (142,, 1422) jest dołączone do trzeciego kwantyzatora (146„ 1462) danych o skoku kwantowania.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że każde wejście (160,, 160₂) zespołu kodującego (125) do wspólnego kodowania wielokanałowych składowych szumu, przyporządkowane jednemu z kanałów (Ch,, Ch2), jest połączone z obwodem normalizacji (161_t, 1612), którego jedno wyjście jest połączone z kwantyzatorem (167,, 1672) współczynników skali, przy czym drugie wyjście każdego obwodu normalizacji (161_t, 1612) jest dołączone do wspólnego dla poszczególnych kanałów (Ch,, Ch2) sumatora (162), którego wyjście poprzez mnożarkę (163) jest połączone z kwantyzatorem (164) znormalizowanych i zsumowanych składowych szumu oraz obwodem decyzyjnym skoku kwantowania (165), którego wyjście jest dołączone do kwantyzatora (166) informacji o skoku kwantowania i jednocześnie do drugiego wejścia obwodu decyzyjnego skoku kwantowania (165), przy czym wyjścia kwantyzatorów (164; 166; 167_υ 1672) zespołu kodującego (125) są dołączone do multipleksera (168) wspólnego dla poszczególnych kanałów.
10. 10. Sposób dekodowania sygnału cyfrowego, zwłaszcza do dekodowania zakodowanych sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, zapisanych na nośniku danych lub odebranych z toru transmisji, które były poddane transformacji na składowe częstotliwościowe i rozdzielone na pierwsze wielokanałowe sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie wielokanałowe sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, w którym to sposobie rozkłada się wejściową sekwencję kodową na pierwsze i drugie wielokanałowe sygnały utworzone, odpowiednio, ze składowych tonalnych i składowych szumu i dekoduje się te sygnały dla poszczególnych kanałów z zastosowaniem dekwantyzacji i denormalizacji, a następnie poddaje się syntezie i przeprowadza się odwrotną transformację względem zastosowanego kodowania, znamienny tym, że podczas dekodowania drugich wielokanałowych sygnałów wykrywa się zastosowanie wspólnego przetwarzania tych drugich wielokanałowych sygnałów w czasie kodowania, na podstawie wyniku detekcji właściwości sygnałów w czasie kodowania i znosi się to wspólne zakodowanie poprzez separację za pomocą układu dekodowania składowych szumu (113).

    ,1. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że dekodowanie drugich wielokanałowych sygnałów przeprowadza się z zastosowaniem selektywnego przełączania pomiędzy dekodowaniem wspólnie zakodowanych sygnałów i dekodowaniem indywidualnie zakodowanych sygnałów, na podstawie wyników detekcji właściwości sygnałów w czasie dekodowania.
11. 12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że zakodowane sygnały są sygnałami zakodowanymi po podzieleniu wspólnie przetworzonych drugich wielokanałowych sygnałów na trzecie sygnały utworzone ze składowych tonalnych i czwarte sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, przy czym zakodowane drugie wielokanałowe sygnały dekoduje się przez dekodowanie trzecich sygnałów i czwartych sygnałów utworzonych z pozostałych składowych szumu.
12. 13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że selektywne przełączanie pomiędzy indywidualnym dekodowaniem i wspólnym dekodowaniem dla poszczególnych kanałów realizuje się w kolejnych ustalonych jednostkach kodowania.

    184 295
13. 14. Urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego, zwłaszcza do dekodowania zakodowanych sygnałów fonicznych co najmniej dwóch kanałów, zapisanych na nośniku danych lub odebranych z toru transmisji, które były poddane transformacji na składowe częstotliwościowe i rozdzielone na pierwsze wielokanałowe sygnały utworzone ze składowych tonalnych i drugie wielokanałowe sygnały utworzone z pozostałych składowych szumu, które to urządzenie jest zaopatrzone w układ do rozkładania sekwencji kodowej na pierwsze i drugie wielokanałowe sygnały utworzone, odpowiednio, ze składowych tonalnych i składowych szumu, układy dekodowania tych pierwszych i drugich sygnałów, przyporządkowane poszczególnym kanałom układy syntezy i układy odwrotnej transformacji, znamienne tym, że układ dekodowania składowych szumu (113), którego dwa wyjścia są dołączone do wyjść jednostki rozkładania sekwencji kodowej (111), swym jednym wyjściem jest połączony z układem syntezy (114j) jednego kanału (Ch,), a swym drugim wyjściem jest połączony z układem syntezy (114₂) drugiego kanału (Ch₂), przy czym każde z pozostałych wyjść jednostki rozkładania sekwencji kodowej (111), przyporządkowane jednemu z kanałów (Ch_x, Ch₂) jest połączone poprzez układ syntezy (U4_l5 114₂) z układem odwrotnej ortogonalnej transformacji (115_b 115₂) przyporządkowanym jednemu z kanałów (Ch„ Ch2).
14. 15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że jedno wejście (132) układu dekodowania składowych szumu (113) jest dołączone do ruchomego styku selektywnie przełączającego przełącznika (133), którego jeden stały styk jest połączony z pierwszym zespołem dekodującym (134) do dekodowania składowych szumu zakodowanych indywidualnie, a którego drugi styk stały jest połączony z drugim zespołem dekodującym (135) do dekodowania składowych szumu zakodowanych wspólnie, a drugie wejście (131) układu dekodowania składowych szumu (113) jest dołączone do wejścia sterującego tego przełącznika (133), przy czym każde z dwóch wyjść obydwu zespołów dekodujących (134, 135) jest dołączone do styku stałego drugiego selektywnie przełączającego przełącznika (136), którego styki ruchome są dołączone do zacisków wyjściowych (137, 138) układu dekodowania składowych szumu (113) przyporządkowanych poszczególnym kanałom (Ch_b Ch2), a którego wejście sterujące połączone jest z wejściem sterującym pierwszego selektywnie przełączającego przełącznika (133).
15. 16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że pierwsza grupa wejściowych zacisków (151j, 152j, 153_x) pierwszego zespołu dekodującego (134) jest przyporządkowana jednemu kanałowi (Chj), a druga grupa wejściowych zacisków (1512, 1522, 1532) drugiemu kanałowi (Ch_x), przy czym poszczególne wejściowe zaciski w każdym kanale (Chj, Ch2) stanowią wejścia dekwantyzatora współczynników skali (1541, 1542), dekwantyzatora składowych szumu (155„ 1552) i dekwantyzatora informacji o skoku kwantowania (1561, 1562), którego wyjście jest dołączone do drugiego wejścia dekwantyzatora składowych szumu (1551, 155₂), przy czym wyjście dekwantyzatora składowych szumu (1551, 155₂) i wyjście dekwantyzatora współczynników skali (1541, 154₂) są dołączone do dwóch wejść mnożarki (1571, 157₂) przyporządkowanej jednemu kanałowi (Ch, Ch₂).
16. 17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że drugi zespół dekodujący (135) ma na swym wejściu demultiplekser (171), do którego wyjść dołączone są dekwantyzatory współczynników skali (1721, 1722) przyporządkowane poszczególnym kanałom (Ch, Ch₂) oraz dekwantyzator składowych szumu wspólnie przetwarzanych (173) i dekwantyzator informacji o skoku kwantowania (174) dołączony również do dekwantyzatora składowych szumu wspólnie przetwarzanych (173), którego wyjście dołączone jest do jednego wejścia każdej mnożarki (175_υ 175₂) przyporządkowanej jednemu z kanałów (Ch, Ch), przy czym do drugiego wejścia każdej mnożarki jest dołączony dekwantyzator współczynników skali (172₁,172₂).

    * * *

    184 295