CZ294349B6

CZ294349B6 - Zařízení pro kódování a dekódování širokopásmového digitálního informačního signálu, způsob kódování a dekódování, kódovaný signál a nosič záznamu

Info

Publication number: CZ294349B6
Application number: CZ19962000A
Authority: CZ
Inventors: De Kerkhof Leon Maria Van; Arnoldus W. J. Oomen
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N.V.
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 2004-12-15
Also published as: DE69525836T2; CZ9602000A3; EP0738441B1; AU697176B2; DE69525836D1; JP3390013B2; TW286454B; US5661755A; ATE214524T1; BR9506449A; CN1419341A; HU215685B; JPH09507987A; AU3531695A; CN1095253C; HUT74637A; CN1141699A; WO1996014695A1; EP0738441A1; HK1013897A1

Abstract

V zařízení a způsobu kódování se na vstupu (1) přijímá širokopásmový informační signál a dělicími prostředky (2) se signál dělí na M úzkopásmových sibsignálů (SB.sub.1.n. až SB.sub.M.n.). V prostředcích (6) se určují činitele měřítka pro po sobě následující signálové bloky v každém subsignálu a kvantizačními prostředky (13) se vzorky v signálovém bloku kvantují na kvantované vzorky. Pomocí prostředků (34, 41, 48) pro odvozování informace o přidělení bitů, rezprezentující počet bitů, kterými bude kvantovaný vzorek dat reprezentován po kvantování, se odvozuje informace o přidělení bitů. Formátovacími prostředky (20) se spojují kvantované vzorky do signálových bloků kvantovaných subsignálů a činitelů měřítka do digitálního výstupního signálu majícího formát vhodný pro přenos nebo záznam. Určovacími prostředky (30) se určují délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálu a generuje se informace o délce bloků, přičemž délky po sobě následujících signálových bloků se liší. Formátovací prostředky (20) také začleňují informaci o délce bloku do digitálního výstupního signálu pro přenos nebo ukládání. Řešení se dále týká dekódovacího zařízení, jakož i způsobu kódování a dekódování širokopásmového signálu. Dále navrhuje kódovaný digitální signál obsahující širokopásmový digitální informační signál, který obsahuje informaci o činiteli měřítka a M kvantovaných subsignálů, jakož i informaci o délkách bloků, a nosič záznamu, na němž byl uložen tento signál.ŕ

Description

Zařízení pro kódování a dekódování širokopásmového digitálního informačního signálu, způsob kódování a dekódování, kódovaný signál a nosič záznamu

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro kódování širokopásmového digitálního informačního signálu, obsahujícího vstup pro příjem širokopásmového digitálního informačního signálu, dělicí prostředky pro dělení širokopásmového digitálního signálu během určitého časového intervalu do M úzkopásmových subsignálů (subpásmových signálů nebo jiných typů úzkopásmových signálů), z nichž každý reprezentuje složku širokopásmového digitálního informačního signálu, která je přítomná v odpovídajícím zM přilehlých úzkých pásmech ve frekvenčním pásmu širokopásmového digitálního informačního signálu, kde M je celé číslo větší než 1 a všechna úzká pásma mají určitou konstantní šířku pásma; prostředky pro určování činitelů měřítka pro po sobě následující signálové bloky v každém ze subsignálů; kvantizační vzorky v odezvě na informaci o přidělení bitů přivedenou kdo kvantizačních prostředků, pro získání kvantovaných subsignálů; prostředky pro odvozování informace o přidělení bitů, která reprezentuje počet bitů, kterých budou vzorky v signálovém bloku subsignálů reprezentovány po kvantování v kvantizačních prostředcích; a formátovací prostředky pro spojování kvantovaných vzorků v signálových blocích kvantovaných subsignálů a činitelů měřítka do výstupního digitálního signálu, který má formát vhodný pro přenos nebo ukládání či záznam. Dále se vynález týká zařízení pro dekódování uvedeného kódovaného digitálního signálu za účelem získání repliky zmíněného širokopásmového digitálního informačního signálu a způsobu kódování a dekódování širokopásmového digitálního informačního signálu. Širokopásmovým digitálním informačním signálem může být širokopásmový digitální audio signál. Vynález se rovněž týká kódovaného digitálního signálu obsahujícího širokopásmový digitální informační signál, jakož i nosiče záznamu, na němž byl uložen takový signál.

Dosavadní stav techniky

Výše popsané kódovací zařízení je známé z EP-A 457,390 a EP-A 457,391, jako dokumentů (Dl) resp. (D2) v odkazech uvedených dále. V nich je uvedeno, že výkony v každém subpásmu se stanovují umocněním hodnotě vzorků, přítomných v časově ekvivalentních blocích signálu v subpásmech signálu, na druhou, a sečtením umocněných vzorků v časově ekvivalentních blocích signálu. Signálové bloky v uvedených dokumentech mají konstantní délku a jsou dlouhé 12 vzorků.

Takto získané výkony se zpracovávají v pochodu, ve které je použit psychoakustický model pro získání maskovaných prahových hodnot. Jiným způsobem pro obdržení maskovaných prahových hodnot je provedení Fourierovy transformace na širokopásmovém digitálním informačním signálu a aplikace psychoakustického modelu na výsledky z této Fourierovy transformace. Maskované prahové hodnoty spolu s činitelem měřítka udávají potřebu bitů bi až bM pro vzorky v časově ekvivalentních časových blocích vM subpásmových signálech. V kroku přidělování bitů jsou tyto hodnoty potřeby bitů použity pro přidělování bitů vzorkům, čímž se vytvoří hodnoty informace o přidělení bitů nj až n_M, kde n_m udává počet bitů, který je reprezentováno 12 vzorků bloku signálu v subpásmu m poté, co bylo provedeno kvantování vzorků v subpásmech.

V systémech kódování podle známého stavu techniky s vzorkovací frekvencí 48 kHz má nejširší kódovatelné pásmo šířku 24 kHz. Toto frekvenční pásmo je rozděleno do 32 úzkých pásem stejné šířky, která tedy činí 750 Hz. Tato úzká pásma mohou být taková, že se v podstatě nepřekrývají.

Výzkumy vedly k poznatku, že zejména v pásmech nízkých kmitočtů je šířka pásma relativně velká, takže buď je potřeba velké množství bitů na kódování subsignálů v těchto pásmech nízkých kmitočtů, protože v některých případech je odstup signálu od maskování velký, anebo,

- 1 CZ 294349 B6 pokud takové množství bitů není k dispozici, mohou být chyby kódování slyšitelné při dekódování.

Tento problém může být vyřešen zúžením šířky subpásem, například na polovinu původní šířky, tj. na 375 Hz, takže nyní bude na výstupu za děličem signálu k dispozici 64 subsignálů.

Vynález si klade za úkol vytvořit zlepšené zařízení pro kódování a zdokonalený způsob kódování, které by umožnily vyšší redukci dat a tím i menší bitovou rychlost kódovaného digitálního signálu.

Podstata vynálezu

Podle vynálezu se kódovací zařízení vyznačuje tím, že dále obsahuje prostředky pro určování délek signálových bloků v alespoň jednom ze subsignálů a pro generování informace o délkách bloků, přičemž informace o délkách bloků je reprezentativní pro uvedené délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálů (které mohou být subpásmové signály nebo jiné typy ůzkopásmových signálů), kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedených nejméně jednom subsignálů se od sebe liší, přičemž prostředky pro určování činitelů měřítka jsou dále uzpůsobeny pro určování činitelů měřítka pro po sobě následující signálové bloky proměnlivých délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na informaci o délce bloku, přičemž prostředky pro odvozování informace o přidělení bitů jsou dále uzpůsobeny pro odvozování informace o přidělování bitů pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, přičemž kvantizační prostředky jsou dále uzpůsobeny pro kvantování vzorků v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, a formátování prostředky jsou dále uzpůsobeny pro začleňování informace o délce bloku do výstupního digitálního signálu pro přenos nebo ukládání či záznam.

Vynález je založen na seznání toho, že širokopásmový digitální informační signál může mít někdy nestacionární charakter. Za této situace jsou v širokopásmovém digitálním signálu přítomny nestacionární části krátkého trvání, které jsou obklopeny v širokopásmovém digitálním signálu signálovými částmi, které jsou stacionární.

Obecněji řečeno, může se mezi M časově ekvivalentními signálovými bloky, jedním v každém z M subsignálů, potřeba bitů v jednom nebo více signálových blocích měnit v závislosti na čase. Pokud se kóduje skupina M časově ekvivalentních bloků signálu jako celek, musí potřeba bitů, zvolená pro každý signálový blok, vzít zřetel na nejnepříznivější situací, tzn. nejvyšší potřebu bitů v uvedeném signálovém bloku. To má za následek, že se přiděluje větší množství bitů než za situace, kdy by měly být signálové bloky rozděleny do menších částí, a kdy by proces kódování byl aplikován odděleně na každou z časově ekvivalentních částí signálu.

Podle vynálezu je nyní délka signálových bloků v alespoň jednom ze subsignálů proměnná, přičemž se subsignály získávají známým způsobem. Konkrétněji je délka po sobě následujících signálových bloků v uvedeném alespoň jednom subsignálů přizpůsobena tak, že v situaci, kde se charakter širokopásmového digitálního signálu mění z víceméně stacionárního nebo nestacionární, jsou délky bloků v uvedeném alespoň jednom signálu zmenšené, a pokud se charakter signálu mění z nestacionárního na víceméně stacionární, délky bloků v uvedeném alespoň jednom subsignálů se zvětšují.

Rozhodování týkající se délky bloků signálu v uvedeném alespoň jednom subsignálů může být také provedeno posouzením charakteru samotného subsignálů, zdaje tento subsignál stacionární či nestacionární. Nebo se může vyšetři odstup signálu od maskování v subsignálů a uvážit, zdaje tento subsignál víceméně stacionární či nestacionární v závislosti na čase.

-2CZ 294349 B6

Bude zřejmé, že informace identifikující délky bloků je potřebná pro stanovení činitele měřítka pro přidělování bitů a následné kvantování. Navíc musí být informace identifikující délku bloků přenesena nebo uložena pro umožnění inverzního dekódování při příjmu nebo reprodukci.

Různé obměny, pokud jde o měnění délky bloku pro po sobě následující bloky ve všech nebo v některých ze subpásem jsou předmětem závislých patentových nároků na zařízení pro kódování.

Některé závislé nároky obsahují subsignály, které jsou rozděleny do superbloků. Některé z časově ekvivalentních superbloků nemusí být děleny, pokud signál zůstává stacionární během odpovídajících superbloků. To je podrobněji vysvětleno v popisu příkladů provedení. Pojem „signálový superblok“ tak spadá z tohoto hlediska do pojmu „signálový blok“ ve smyslu definice předmětu vynálezu v patentovém nároku 1, pro který se určují činitele měřítka a jehož vzorky se kvantují v souladu s odpovídající informací o přidělení bitů.

Vynález dále navrhuje zařízení pro dekódování kódovaného digitálního signálu pro získání širokopásmového digitálního informačního signálu, obsahující prostředky pro příjem uvedeného kódovaného digitálního signálu; deformátovací prostředky pro odvozování informace o činiteli měřítka a pro odvozování M kvantovaných subsignálů z kódovaného digitálního signálu, kde M je celé číslo větší než 1, přičemž každý kvantovaný subsignálů z kódovaného digitálního signálu, kde M je celé číslo větší než 1, přičemž každý kvantovaný subsignál (subpásmový signál nebo jiné typy úzkopásmových signálů) je složený z po sobě následujících signálových bloků kvantovaných vzorů; prostředky pro odvozování informace o přidělení bitů, která je reprezentativní pro počet bitů, kterými jsou vzorky v signálovém bloku kvantovaného subsignálů reprezentovány, dekvantizační prostředky pro dekvantování kvantovaných vzorků v odezvě na uvedenou informaci o přidělení bitů pro získání M subsignálů s dekvantovanými vzorky; prostředky pro kombinování uvedených M subsignálů pro získání uvedeného širokopásmového informačního signálu; přičemž podle vynálezu jsou deformovací prostředky jsou dále uzpůsobené pro dovozování, z kódovaného digitálního signálu, informace o délce bloku reprezentativní pro délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálů, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálů se od sebe liší, prostředky pro odvozování informace o přidělení bitů jsou dále uzpůsobené pro odvozování informace o přidělení bitů pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, a dekvantizační prostředky jsou dále uzpůsobené pro dekvantování kvantovaných vzorků v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku.

Vynález dále přináší způsob kódování širokopásmového digitálního informačního signálu, při kterém se přijímá širokopásmový digitální informační signál; během určeného časového intervalu se širokopásmový digitální informační signál dělí do M úzkopásmových subsignálů (které mohou být subpásmové signály nebo jiné typy úzkopásmových signálů), přičemž každý zM subsignálů reprezentuje složku širokopásmového digitálního informačního signálu, která je přítomná v odpovídajícím zM přilehlých úzkých pásem ve frekvenčním pásmu širokopásmového digitálního informačního signálu, kde M je celé číslo větší než 1; určuje se činitel měřítka pro po sobě následující bloky signálu v každém subsignálů; vzorky v signálovém bloku se v kvantizačním kroku kvantují do kvantovaných vzorků v odezvě na informaci o přidělení bitů, pro získání kvantovaných subsignálů; v odvozovacím kroku se odvozuje uvedená informace o přidělení bitů, která reprezentuje počet bitů, kterým budou vzorky v signálovém bloku subsignálů reprezentovány po kvantování; kvantované vzorky v signálových blocích kvantovaných subsignálů a činitele měřítka se v sestavovacím kroku sestávají do výstupního digitálního signálu, který má vhodný formát pro přenos nebo ukládání či záznam; přičemž podle vynálezu se určují délky signálových bloků v nejméně jednom ze subsignálů a generují se informace o délce bloku, která reprezentuje uvedené délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálů, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálů se od sebe liší; při určování činitelů měřítka se určují činitele měřítka pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek

-3 CZ 294349 B6 v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku; v odvozovacím kroku se informace o přidělení bitů odvozuje pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku; v kvantizačním kroku se kvantují vzorky v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku; a v sestavovacím kroku se do výstupního digitálního signálu pro přenos nebo ukládání či záznam začleňuje informace o délce bloku.

Vynález dále přináší způsob dekódování kódovaného digitálního signálu pro získání širokopásmového digitálního signálu, při kterém se přijímá kódovaný digitální signál; v deformovacím kroku se provádí deformování pro odvozování informace o činiteli měřítka a pro odvozování Ní kvantovaných subsignálů z kódovaného digitálního signálu, přičemž každý kvantovaný subsignál je složený z po sobě následujících signálových bloků kvantovaných vzorků; v odvozovacím kroku se odvozuje informace o přidělení bitů, která je reprezentativní pro počet bitů, kterými jsou vzorky v signálovém bloku kvantovaného subsignálu reprezentovány; v dekvantizačním kroku se provádí dekvantování kvantovaných vzorků v odezvě na uvedenou informaci o přidělení bitů pro získání M subsignálů s dekvantovanými vzorky; v sestavovacím kroku se uvedených M subsignálů kombinuje pro získání uvedeného širokopásmového digitálního informačního signálu, přičemž podle vynálezu se v deformátovacím kroku odvozuje informace o délce bloku z kódovaného digitálního signálu, která reprezentuje délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálu, přičemž délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálu se od sebe liší, v odvozovacím kroku se odvozuje informace o přidělení bitů pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, a v dekvantizačním kroku se provádí dekvantování kvantovaných vzorků v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku.

Předmětem vynálezu je dále kódovaný digitální signál reprezentující širokopásmový digitální informační signál, přičemž kódovaný digitální informační signál obsahuje informaci o činiteli měřítka a M kvantovaných subsignálů, kde M je celé číslo větší než 1, přičemž kvantový subsignál je složený z po sobě následujících signálových bloků kvantovaných vzorků, přičemž podle vynálezu kódovaný digitální signál dále obsahuje informaci o délkách bloků, která je reprezentativní pro délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálu, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálu se od sebe liší.

Vynález dále přináší nosič záznamu, na němž byl uložen výše uvedený kódovaný digitální signál.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schéma provedení kódovacího zařízení, obr. 2 schéma sériového toku dat subpásmových signálů rozdělených do časově ekvivalentních signálových superbloků stejné délky, kde časově ekvivalentní signálové superbloky mohou být rozděleny do časově ekvivalentních signálových bloků stejné délky, obr. 3 schéma širokopásmového digitálního signálu děleného do stacionárních a nestacionárních signálových částí, obr. 4A grafické vyjádření potřeby bitů pro dvě části širokopásmového digitálního informačního signálu, obr. 4B schéma sériových toků dat subpásmových signálů rozdělených do časově ekvivalentních signálových bloků proměnné délky, obr. 5 schéma sériových datových toků subpásmových signálů rozdělených do časově ekvivalentních signálových superbloků, pro signálové superbloky v uvedených časově ekvivalentních signálových superblocích mohou být rozděleny do signálových bloků různé délky, obr. 6 časová okénka použitá pro odvození maskovací křivky pro různé signálové bloky, obr. 7 schéma dekódovacího zařízení pro dekódování kódovaného signálu generovaného kódovacím zařízením z obr. 1, obr. 8 schéma dalšího provedení kódovacího zařízení a obr. 9 schéma odpovídajícího dekódovací zařízení.

-4CZ 294349 B6

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje kódovací zařízení obsahující vstup 1 pro příjem širokopásmového digitálního informačního signálu, jako např. širokopásmového digitálního audiosignálu, vzorkovaného s vzorkovacím kmitočtem 44,1 nebo 48 kHz. Širokopásmový digitální signál je veden do dělicích prostředků (dělicí jednotky) 2, ve kterých se širokopásmový signál filtruje. V tomto příkladu dělí dělicí prostředky 2 celé frekvenční pásmo 48 kHz do M(=64) v podstatě se nepřekrývajících subpásem konstantní šířky. Subpásma mají šířku 375 Hz. Výsledkem je, že na výstupech 3.1 až 3.M dělicích prostředků 2 je M(=64) subpásmových signálů SBi až SBm (dále je v celém popisu provedení vynálezu použití pro označení těchto „subpásmových signálů SB, až SBm“ pro stručnost a soulad s terminologií patentových nároků termín „subsignály SBi až SBm“)· Rychlost vzorkovaných subsignálů byla snížena v dělicích prostředcích 2 dělením hodnotou M, takže celková datová rychlost na výstupu dělicí prostředků 2 je rovná datové rychlosti širokopásmového digitálního signálu přijatého na výstupu L

Provedení dělicích prostředků (dělicí jednotky) je možno najít v dokumentu (D3) v seznamu odkazů. Konkrétněji je signálová části širokopásmového digitálního signálu určité délky, získaná z širokopásmového digitálního signálu časovým okénkem uvedené určité délky, vedena na vstup dělicích prostředků 2 a vede k vytvoření jednoho vzorku na každém z výstupů 3.1 až 3.M dělicích prostředků (dělicí jednotky) 2. Poté se časové okénko posune v čase o krátké časové údobí a nyní získaná část širokopásmového digitálního signálu vytvoří na každém z výstupů 3.1 až 3.M dělicích prostředků 2 další vzorek. Po sobě následující časová okénka posunutá o uvedená krátká časová údobí se budou překrývat. Všechna časová okénka mají stejnou délku.

Subsignály SBi až SBm jsou vedeny na vstupy 5.1 až 5.M jednotky prostředků 6 pro určování činitele měřítka a normování. Prostředky (jednotka) 6 určí pro každý signálový blok v subpásmovém signálu (subsignálu) a pro signálové bloky ve všech subsignálech činidel měřítka. Tento činitel měřítka má vztah k nejvyšší hodnotě vzorku v signálovém bloku. Dále se provádí normování pomocí dělení vzorků v signálovém bloku odpovídajícím činitelem měřítka. V důsledku toho jsou pak normované subsignály (subpásmové signály) vedeny na výstupy 7.1 až 7.M. a to jeden normovaný subsignál pro každé subpásmo, a činitele měřítka, jeden pro každý signálový blok v každém subsignálu, jsou vedeny na výstup 8. Jinými slovy je rozsah hodnot normovaných vzorků rozdělen do 64 podrozsahů, je-li činitel měřítka 6-ti bitové digitální číslo a pokud činitel měřítka signálového bloku reprezentuje hladinu rozsahu, která je nejblíže vyšší k nejvyšší hodnotě vzorku v signálovém bloku.

Rozdělení sériového datového toku alespoň jednoho subsignálu do po sobě následujících signálových bloků je provedeno v odezvě na informaci o délce bloku vedené na vstup 10 prostředků (jednotky) 6. Informace o délce bloku vedené na vstup 10 prostředků (jednotky) 6. Informace o délce bloku, stejně jako rozdělení datového toku alespoň jednoho subsignálu do po sobě následujících subsignálových bloků v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, budou vysvětleny níže. Je však vhodné poznamenat, že dělení do signálových bloků proměnné délky se provádí v alespoň jednom subsignálu (subpásmovém signálu) a že délka časového okénka definovaného výše a definování části širokopásmového digitálního signálu, ze kterého je odvozen v každém časovém okamžiku každého subsignálu jeden vzorek na každém z výstupů 3.1 až 3.M, se nemění.

M normovaných subsignálů se vede na vstupy 12.1 až 12.M jednotky kvantizačních prostředků 13. V odezvě na informaci o přidělení bitů přivedenou na vstup 16 a informaci o délce bloku přivedenou na vstup 15, kvantuje kvantizační jednotka (kvantitační prostředky dle terminologie patentových nároků) bloky M normovaných subsignálů tím, že vzorky signálového bloku normovaného subsignálu SB_m jsou reprezentovány n_m bity na vzorek, takže se získají v uvedeném signálovém bloku kvantované vzorky.

-5 CZ 294349 B6

M kvantovaných subsignálů se vede na odpovídající dílčí výstupy výstupu 14 a poté na vstup 19 jednotky formátovacích prostředků 20. Formátovací prostředky (formátovací jednotka) 20 dále přijímají informaci o délce bloku přes vstup 22, činitele měřítka přes vstup 23, a informaci přidělení bitů přes vstup 24. Formátovací prostředky 20 spojují signály do sériového datového toku, provádí v případě potřeby kanálové kódování, aby se datový tok přeměnil na kódovaný digitální signál vhodný pro přenos přenosovým médiem TRMM, nebo pro záznam na přenosové médium ve formě nosiče záznamu. Je možné se odvolat na evropský patentový spis EPA 402 973, uváděný jak dokument (D4) v seznamu odkazů, kde je popsána formátovací jednotka (formátovací prostředky 20) podle stávajícího stavu techniky. Formátovací prostředky (formátovací jednotka) zde popsané musí být obměněny tak, aby byly schopné přijímat informaci o délce bloku, aby byl umožněn přenos informace o délce bloku ve formátu přenášeného signálu. Jelikož je pro odborníka v oboru v rámci jeho znalostí možné takový přenos realizovat, nejsou v této souvislosti poskytována další vysvětlení.

Zařízení dále obsahuje prostředky (jednotku) 30 na určování délky bloků, které budou popsány níže, které vedou informaci o délce bloku na výstup 31 v odezvě na širokopásmový digitální signál, přiváděný na vstup. Dále je přítomná jednotka 34, která bude popsána později, která odvozuje informaci o maskovaném prahu pro všechny signálové bloky v subpásmovém signálu v odezvě na převedení širokopásmového signálu na vstup 35 a informaci o délce bloku přivedenou na vstup 36 a dodává informaci o maskovaném prahu na výstup 37. Tento výstup 37 je spojen se vstupem 40 jednotky 41 pro určování potřeby bitů, která bude opsána níže a která generuje, v odezvě na informaci o maskovaném prahu přivedenou na vstup 40, informaci o činiteli měřítka přivedenou na vstup 43, a informaci o potřebě bitů b_m pro každý signálový blok v subsignálu SB_m. Informace o potřebě bitů je vedena na výstup 44. Výstup 44 je spojen se vstupem 47 jednotka 48 pro přidělování bitů, která bude popsána níže, která generuje informaci o přidělení bitů n_m, které byla výše zavedeno pro každý signálový blok v signálu (subpásmovém signálu) SBm v odezvě na informaci o potřebě bitů přivedenou na vstup 47 a informaci o délce bloku přivedenou na vstup 49. Informace o přidělení bitů je vedena na výstup 50.

Jednotky 34, 41, 48 tvoří prostředky (34, 41, 48) pro odvozování informace o přidělení bitů ve smyslu definice předmětu vynálezu. Současně tvoří jednotka 34 ve smyslu definice předmětu vynálezu prostředky (34) pro určování odstupu signálu od maskování pro stanovení odstupu signálu od maskování v každém z M subsignálů.

Každý subsignál SB_m. generovaný dělicími prostředky (dělicí jednotkou) 2 obsahuje po sobě následující vzorky, ležící ekvidistantně v časové ose. Sériové datové toky subsignálů jsou rozděleny do signálových bloků tak, aby bylo umožněno normování a kvantování. Tyto signálové bloky měly ve stavu techniky konstantní délku, např. 12 vzorků v každém subsignálu. V jiných aplikacích je zvolen jiný počet vzorků (36) v signálovém bloku pro kvantování, viz např. dokument (D5) ze seznamu odkazů.

Podle vynálezu mají signálové bloky v alespoň jednom subsignálu proměnnou délku. Obr. 2 ukazuje jedno provedení, schematicky znázorňující sériové datové toky subsignálů SBi až SB_Mv horizontálních řádcích jako funkce času. Především jsou sériové datové toky rozdělen do po sobě následujících signálových superbloků s konstantní délkou a obsahujících v tomto příkladě 36 po době následujících vzorků Sj až s₃₆ v subsignálu (subpásmovém signálu). Signálové superbloky jsou označeny ...ssbi_₂, ssbj_i, ssbj, ssbj+i,... Každý subsignál je tak sestaven ze sekvence po sobě následujících signálových superbloků.

Alespoň některé ze signálových superbloků v alespoň jednom subsignálu budou rozděleny do nejméně dvou signálových bloků, nebo signálové superbloky mohou zůstat nerozdělené. Konkrétněji budou alespoň některé ze signálových bloků v nejméně dvou subsignálech rozděleny do alespoň dvou signálových bloků, zatímco jiné signálové superbloky v alespoň dvou subsignálech mohou zůstat nerozdělené. Signálové bloky mohou být časově ekvivalentní, což znamená, že se vyskytují ve stejných časových okamžicích. Následkem toho mají ekvivalentní signálové bloky

-6CZ 294349 B6 stejnou délku. Provedení, které bude nyní popsáno, je schopné rozdělit časově ekvivalentní signálové superbloky do tří signálových bloků, majících každý 12 vzorků, nebo do dvou signálových bloků, jeden s 12 vzorky a druhý se 24 vzorky, nebo mohou být signálové superbloky nerozdělené.

Obr. 2 ukazuje situaci, kdy časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj_₂ v subsignálech SBi až SBm a časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj+i zůstaly nerozdělené. Časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj_i byly rozděleny do dvou signálových bloků, přičemž první signálový superbloky ssbj_i v subsignálu má vzorky S] až s₂₄ signálového superbloku a druhý signálový blok v uvedeném signálovém superbloku ssb; byly také rozděleny do dvou signálových bloků, přičemž první signálový blok v signálovém superbloku ssb; v subsignálu má vzorky S] až s_]2 signálového superbloku a druhý signálový blok v uvedeném signálovém superbloku má vzorky Si₃ až s₃₆signálového superbloku. Časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj₊₂ byly rozděleny do tri signálových bloků, přičemž první signálový blok ssb_i+2 subsignálu má vzorky Si až s_]2 signálového superbloku, druhý signálový blok v uvedeném signálovém superbloku má vzorky Si₃ až s₂₄signálového superbloku a třetí signálový blok uvedeného signálového superbloku má vzorky s₂₅až s₃₆.

Proces rozhodování pro realizování dělení signálových superbloků je dále vysvětlen pomocí obr. 3. Obr. 3 ukazuje v diagramu (a) jeden z časově ekvivalentních signálových superbloků v subsignálu (subpásmovém signálu). V dělicích prostředcích (dělicí jednotce) 2 je tvořeno M časově ekvivalentních signálových superbloků z části širokopásmového digitálního informačního signálu, která trvá určitou dobu, tato část širokopásmového digitálního informačního signálu je znázorněna v diagramu (b) na obr. 3. Zkoumáním této části širokopásmového digitálního informačního signálu je možné dospět k závěru, že tato část signálu může být označena jako stacionární.

Prostředky pro určování délky bloku mohou určit pro po sobě následující krátké časové úseky širokopásmového digitálního signálu, která jsou krátce ve vztahu k délce intervalu vyznačeného na diagramu (b) obr. 3, maskovací křivku, která udává hladinu maskování v celém frekvenčním pásmu, vyplývající z krátkého časového úseku širokopásmového digitálního signálu. Pokud se maskovací křivka příliš nemění pro po sobě následující krátké časové úseky, může se usoudit, že širokopásmový digitální signál je stacionární, zatímco když se maskovací křivka mění relativně značně v po sobě následujících krátkých časových úsecích, bude širokopásmový digitální signál považoval za nestacionární. Odvození maskovací křivky bude vysvětleno dále.

V situaci, kdy je signál považován za stacionární, bude rozhodnuto nedělit časově ekvivalentní signálové superbloky, protože informace o bitovém přidělení potřebná pro správné kvantování vzorků v signálovém superbloku, tj. počet bitů potřebný pro reprezentaci kvantovaných vzorků, bude přibližně stejný pro všech 36 vzorů v signálovém superbloku.

Předpokládejme nyní, že první část signálu znázorněná v diagramu (b) na obr. 3 má nestacionární charakter, a že zbývající část je více nebo méně stacionární. To je naznačeno v diagramu (d) na obr. 3. Bude zřejmé, že nestacionární část vyžaduje více bitů na vzorek než stacionární část signálu. Časově ekvivalentní signálové superbloky budou proto všechny rozděleny do dvou signálových bloků tak, že první signálový blok v každém z časově ekvivalentních signálových superbloků bude mít 12 vzorků a druhý signálový blok v každém ekvivalentním signálovém superbloku bude mít 24 vzorků.

Příklad z diagramu (d) na obr. 3 může být vysvětlen také jiným způsobem. Předpokládejme, že křivka I-i na obr. 4A představuje potřebu bitů pro různá subpásma, jakáje požadována pro první (označenou jako nestacionární) část signálu z diagramu (d) na obr. 3 a že křivka II—II na obr. 4A ukazuje potřebu bitů pro různá subpásma, která je požadována na druhou (označenou jako stacionární) část signálu z diagramu (d) a obr. 3. Kdyby byl signál z diagramu (d) na obr. 3 kódovaný jako celek, byla by potřeba bitů taková, jak ji ukazuje křivka III—III. Když se naproti

-7CZ 294349 B6 tomu kóduje první a druh část signálu z diagramu (d) na obr. 3 oddělené, je potřeba bitů taková, jak ji naznačuje křivka I-i pro první část signálu a II—II pro druhou část signálu z diagramu (d) na obr. 3. Důsledkem je menší počet bitů potřebný pro kódování oddělených částí signálu.

Předpokládejme nyní, že poslední část signálu z diagramu (b) na obr. 3 má nestacionární povahu a že zbývající část je více méně stacionární. To je naznačeno v diagramu (e) na obr. 3. Ze stejného důvodu uvedeného výše je zřejmé, že časově ekvivalentní signálové superbloky budou všechny rozděleny do dvou signálových bloků tak, že v prvním signálovém bloku v každém z časově ekvivalentních signálových superbloků bude 24 vzorků a v druhém signálovém bloku v každém z časově ekvivalentních signálových superbloků bude 12 vzorků.

Za situace, kdy část signálu znázorněná v diagramu (b) na obr. 3 má nestacionární charakter během celého intervalu části signálu, jak schematicky ukazuje diagram (f) na obr. 3, je zřejmé, že časově ekvivalentní signálové superbloky budou rozděleny do tří stejně dlouhých signálových bloků, každý s 12 vzorky.

Rozhodovací proces popsaný v odvoláním na obr. 3 je prováděn prostředky (jednotkou) 30 pro určování délek signálových bloků. V odezvě na po sobě následujících částí širokopásmového digitálního informačního signálu, ze kterých se určují časově ekvivalentní signálové superbloky a v závislosti na skutečnosti, zda část signálu vykazuje jedno z charakteristických chování podle (c), (d), (e) nebo (f) z obr. 3, generují prostředky (jednotka) 30 informaci o délce bloku na svém výstupu 31· Tato informace o délce bloku může být 2-bitový signál schopný identifikovat jednu ze čtyř situací popsaných s odvoláním na obr. 3.

V odezvě na dvoubitový informační signál o délce bloku mají prostředky (jednotka) 6 informaci, zda a jak rozdělit signálové superbloky, a odvozuje činitel měřítka pro každý signálový blok a činitelem měřítka pro nerozdělené signálové superbloky. Normování se provádí v každém signálovém bloku a každém nerozděleném signálovém superbloků, při použití činitelů měřítka.

V odezvě na dvoubitový signál s informací o délce bloku, přivedený na jednotky 34 a 48, mohou jednotky 34, 41 a 48 zpracovávat každou skupinu z M časově ekvivalentních signálových bloků (s 12, 24 nebo 36 vzorky v jednom signálovém bloku) způsobem popsaným v dokumentech (Dl) a (D2) pro určení informace o přidělení bitů. To znamená, že jednotka 34 může rovněž obsahovat dělicí jednotku, nebo může přijímat výstupní signály z dělicích prostředků (dělicí jednotky) 2. Jednotka 34 vypočítává výkony v_m signálu pomocí umocnění na druhou hodnot vzorků v signálovém bloku subsignálu SB_m a sečtením hodnot umocněných vzorků. Pomocí maticové operace provedené s M výkony v_m signálů mohou být odvozeny hodnoty w_m, které reprezentují maskovací křivku v časově ekvivalentních signálových blocích subsignálů SBi až SBm.

Tyto hodnoty w_m jsou vedeny do jednotky 41, která stanovuje potřebu bitů b_m v odezvě na hodnoty w_m a na činitele měřítka. Tyto potřeby bitů b_m jsou vedeny do jednotky 48. V odezvě na příjem těchto potřeb bitů z nich jednotka 48 odvozuje informaci o přidělení bitů, použitím informace o délce bloku, a to přidělením bitů vzorkům v časově ekvivalentních signálových blocích ze zásobníku bitů, ve kterém je určitý počet bitů B.

Je vhodné poznamenat, že je známo, jaká bitová rychlost je zapotřebí pro přenos vzorků kvantovaného subsignálu. Předpokládá se, že tato rychlost je x kbit/s, kde x může být například 128. To znamená, že na každou milisekundu širokopásmového digitálního signálu je v zásobníku bitů k dispozici 128 bitů pro přidělení. Výsledkem je, že při alokaci bitů časově ekvivalentním signálovým blokům obsahujícím 12 vzorků s délkou y milisekund je k dispozici v zásobníku bitů 128.y bitů pro přidělení. V důsledku toho je pro časově ekvivalentní signálové bloky s 24 vzorky v každém signálovém bloku k dispozici v bitovém zásobníku 256.y bitů a pro časově ekvivalentní signálové superbloky je v zásobníku bitů k dispozici 384.y bitů pro přidělení.

-8CZ 294349 B6

V odezvě na dvoubitový signál s informací o délce bloku mají prostředky (jednotka) 13 informaci, zda a jak mají rozdělit signálové superbloky normovaných vzorků a kvantují vzorky v každém signálovém bloku (nebo každém nerozděleném signálovém superbloku) v subsignálů SB_m podle odpovídající hodnoty přidělení bitů n_m, přijaté přes vstup 16.

Jiným způsobem stanovení maskovací křivky v jednotce 34 je provedení Fourierovy transformace na částech širokopásmového digitálního signálu odpovídajících skupině časově ekvivalentních signálových bloků subsignálů, aby se získalo výkonové spektrum širokopásmového digitálního signálu. Frekvenční složky výkonového spektra v každém ze subpásem se spojují tak, aby se získala jedna složka složené frekvence v každém subpásmu a aby z nich byla odvozena hladina maskování v každém ze subpásem. Jinak řečeno, jsou frekvenční složky výkonového spektra v každém subpásmu použity pro stanovení hladiny maskování v uvedeném subpásmu.

Bude zřejmé, že tam, kde prostředky (jednotka) 30 určující délku bloku a jednotka 34 používají Fourierovu transformaci pro stanovení hladiny maskování, mohou tyto dvě jednotky sdílet ústrojí, které provádí Fourierovu transformaci širokopásmového digitálního signálu.

V dalším provedení jsou prostředky (jednotka) 30 pro určování délek signálových bloků schopné rozdělit datové toky subsignálů do signálových bloků proměnlivé délky, opět v závislosti na charakteru širokopásmového digitálního informačního signálu. Čím menší je nestacionární část širokopásmového digitálního informačního signálu, tím menší může být délka časově ekvivalentních signálových bloků, do kterých „připadne“ tato nestacionární po rozdělení subpásma. Může být zvolena nejen délka časově ekvivalentních signálových bloků, ale i okamžik výskytu takových časově ekvivalentních signálových bloků.

Obr. 4B schematicky znázorňuje příklad rozdělení datového toku M subsignálů do časově ekvivalentních signálových bloků ssbí_i, ssbj, ssb_i+i a ssb_i+2, kde odpovídající doby trvání časově ekvivalentních signálových bloků signálu jsou t|, t₂, t₃ a t₄. Pokud mají časově ekvivalentní signálové bloky stejnou délku, je činnost různých jednotek v provedení z obr. 1 stejná, jak bylo vysvětleno výše u rozdělení na signálové bloky, jak popisují obr. 2 a 3, a to s tou výjimkou, že informace o délce bloku bude nyní vyžadovat více bitů pro identifikování různých délek bloků.

Výše bylo vysvětleno, že jednotka určování délku bloků může pro po sobě následující časové úseky širokopásmového digitálního signálu, které jsou krátké ve vztahu k délce časového intervalu znázorněného v diagramu (b) na obr. 3, odvodit maskovací křivku, která indikuje hladinu maskování v celém frekvenčním pásmu, vyplývající z širokopásmového digitálního signálu v krátkém časovém úseku. Pokud se maskovací křivka v po sobě následujících časových úsecích příliš nemění, může se z toho usoudit, že širokopásmový signál je stacionární, zatímco když se maskovací křivka mění v po sobě následujících krátkých časových úsecích relativně značně, bude širokopásmový digitální signál považován za nestacionární. Dále bude zřejmé, že takový krátký časový úsek širokopásmového digitálního signálu má vztah k signálovému bloku určité délky ve všech subsignálech. Délka signálových bloků, kterou ukazuje obr. 4B, může nyní být rovná celočíselným násobkům uvedeného signálového bloku určité délky.

Je vhodné poznamenat, že je možné rozdělit sériové datové toky subsignálů do signálových bloků různé délky. Toto bude vysvětleno s odvoláním na obr. 5. Obr. 5 schematicky ukazuje jednu skupinu časově ekvivalentních signálových superbloků ssbj a subsignálech (subpásmových signálech) SBi až SBm. Znovu předpokládáme, jako na obr. 2, že signálové superbloky mohou být rozděleny najeden, dva či tři signálové bloky, nebo že zůstávají nerozdělené. Z obr. 5 je zřejmé, že signálové superbloky v subsignálech SBm a SB_m_i nejsou rozdělené, že signálový superblok v subsignálů SB₃ je rozdělen do prvního bloku, který je delší než druhý signálový blok, signálový superblok v subsignálů SB? je rozdělen na první signálový blok, který je kratší než druhý signálový blok a že signálový superblok v subsignálů SB, je rozdělen na tři signálové bloky. Jinak řečeno, aniž by to však bylo chápáno jako omezení vynálezu mají menší signálové bloky

-9CZ 294349 B6 stejnou délku o velikosti 1/3 délky signálového superbloku, a delší signálové bloky mají délku o velikosti 2/3 signálového superbloku.

Proces rozhodování, jak provádět různá dělení do signálových bloků pro různé signálové superbloky skupiny časově ekvivalentních signálových superbloků, bude vysvětlen níže.

Výše bylo vysvětleno, že prostředky (jednotka) 30 pro určování délek signálových bloků mohou odvodit maskovací křivku z krátkých úseků širokopásmového signálu, které jsou relativně krátké ve srovnání s délkou úseku širokopásmového digitálního signálu v diagramu (c) na obr. 3. Maskovací křivka udává hladiny maskování pro každý subsignál SBi až SBm. Prostředky (jednotka) 30 mohou stanovit pro každé subpásmo, zda maskovací hladina v subpásmu je relativně stacionární jako funkce času, či nikoliv. Z obr. 5 je zřejmé, že subsignál SBi v subpásmu 1 je relativně nestacionární, takže signálový superblok byl rozdělen do tří úseků. V subpásmu 2 je subsignál SB? relativně nestacionární v první části (1/3) a relativně stacionární v druhé části (2/3) signálového superbloku. V subpásmu 3 je subsignál SB₃ relativně stacionární v první části (2/3) a relativně nestacionární v druhé části (1/3) signálového superbloku. Subsignály SBm-, a SBm jsou relativně stacionární v celém signálovém superbloku, takže nejsou rozděleny.

Stanovení potřeby bitů pro různé signálové bloky na obr. 5 se provádí následujícím způsobem. Obr. 6 ukazuje časová okénka, jako funkci času, použitá pro určení potřeby bitů. Časová okénka mohou mít formu Hammingových okének. Časové okénko Wi na obr. 6 je aplikováno na širokopásmový digitální signál a použito pro odvození potřeb bitů pro časově ekvivalentní signálové superbloky ssb; ve všech subsignálech. Časové okénko Wm_a je aplikováno na širokopásmový digitální signál a použito k odvození potřeby bitů v časově ekvivalentních blocích signálu, jako například v signálových blocích 90 a 93, jako kdyby časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj všech subsignálů byly všechny rozděleny, aby byly získány časově ekvivalentní signálové bloky obsahující prvních 12 vzorků časově ekvivalentních signálových superbloků.

Časové okénko W_nib je aplikováno na širokopásmový digitální signál a použito pro odvození potřeby bitů časově ekvivalentních signálových bloků, jako signálového bloku 91, jako kdyby všechny časově ekvivalentní signálové superbloky ssb, všech subsignálů byly rozděleny pro získání časově ekvivalentních signálových bloků obsahujících druhých 12 vzorků časově ekvivalentních signálových superbloků.

Časové okénko W_lllc je aplikováno na širokopásmový digitální signál a použito k odvození potřeby bitů v časově ekvivalentních signálových blocích, jak například v signálových blocích 92 a 94, jako kdyby časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj všech subsignálů byly všechny rozděleny, aby byly získány časově ekvivalentní signálové bloky obsahující třetích 12 vzorků časově ekvivalentních signálových superbloků.

Časové okénko W_IIa je aplikováno na širokopásmový digitální signál a použito pro odvození potřeby bitů časově ekvivalentních signálových bloků, jako signálového bloku 96, jako kdyby časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj všech subsignálů signálových bloků obsahujících prvních 24 vzorků časově ekvivalentních signálových superbloků.

Časové okénko W_I]b je aplikováno na širokopásmový digitální signál a použito pro odvození potřeby bitů v časově ekvivalentních signálových blocích, jako například v signálovém bloku 95, jako kdyby časově ekvivalentní signálové superbloky ssbj všech subsignálů byly všechny rozděleny, aby byly získány časově ekvivalentní signálové bloky obsahující posledních 24 vzorků každého z časově ekvivalentních signálových superbloků. Jednotky 34 a 41 nyní stanoví potřeby bitů b_M-i a b_M výpočtem používajícím okénko Wi, stanoví potřebu bitů b_3a pro signálový blok obsahující prvních 24 vzorků signálového superbloku ssbj v supersignálu SB₃ z výpočtu bitové potřeby použitím okénka W_Ma, stanoví potřeby bitů b_ia a b?_a pro signálové bloky obsahující prvních 12 vzorků signálových superbloků ssbj v superblocích SBi a SB? z výpočtu potřeby bitů

-10CZ 294349 B6 pomocí okénka Wnia, stanoví potřebu bitů b|_C a b_3c pro signálové bloky obsahující posledních 12 vzorků signálových superbloků ssb, v supersignálech SBi a SB₃ z výpočtu potřeby bitů pomocné okénka Win_c, stanoví potřebu bitů b₂b pro blok signálu obsahujících posledních 24 vzorků signálového superbloku ssbj v subsignálu SB? z výpočtu potřeby bitů použitím okénka Wnb a stanoví potřebu bitů b₂b Ρ^Γθ signálový blok obsahující druhých 12 vzorků signálového superbloku ssbj v subsignálu SBi z výpočtu potřeby bitů pomocí okénka WnibJe-li potom známa bitová rychlost, která je v předcházejícím příkladu 128 kbit/s, vyplývá zvýše uvedeného popisu, že na každou milisekundu širokopásmového digitálního signálu je k dispozici v zásobníku bitů 128 bitů pro přidělení. Výsledkem je, že pro M časově ekvivalentních signálových superbloků ssbj z obr. 5. je k dispozici celkově 384.y bitů pro přidělení.

Přidělení bitů může být provedeno způsoben známým z dokumentů Dl a D2. To znamená, že se určí signálový blok s největší potřebou bitů a přiděluje se počet bitů každému vzorku v uvedeném signálovém bloku. Pokud toto přidělení je první alokací bitů vzorkům v tomto signálovém bloku, jsou přidělovány například 2 bity každému vzorku signálového bloku. Pokud toto přidělení není první alokací bitů vzorkům v uvedeném signálovém bloku, je přidělován vzorkům v uvedeném signálovém bloku menší počet bitů (1). Dále se snižuje počet bitů, které jsou k dispozici v zásobníku bitů o počet bitů celkem přidělených vzorkům v uvedeném signálovém bloku. Následně se tento postup opakuje až do přidělení všech bitů ze zásobníku bitů. Rozdíl od známého algoritmu přidělení je ten, že ve známém algoritmu byl počet vzorků v signálovém bloku konstantní, zatímco v této situaci to již neplatí.

Obr. 7 schematicky znázorňuje dekódovací zařízení pro příjem kódovaného digitálního signálu přenášeného přenosovým médiem (nosičem záznamu) TRMM a pro dekódování kódovaného digitálního signálu pro získání repliky širokopásmového digitálního informačního signálu. Kódovaný digitální signál je veden do deformátovacích prostředků (jednotky) 100. Tato jednotka je způsobilá znovuzískat ze sériového toku dat kódovaného digitálního signálu kvantované vzorky a vést kvantované vzorky na výstup 102 pro znovuzískání informace o přidělení bitů a její dodání na výstup 103, pro znovuzískání informace o činiteli měřítka a její přivádění na výstup 104 a pro znovuzískání signálu s informací o délce bloků a pro jeho vedení na výstup 105.

Prostředky 100 tak současně tvoří ve smyslu definice předmětu vynálezu prostředky (100) pro příjem uvedeného kódovaného digitálního signálu, dále deformátovací prostředky (100) pro odvozování informace o činiteli měřítka a odvozování M kvantovaných subsignálů z kódovaného digitálního signálu, a prostředky (100) pro odvozování informace o přidělení bitů, která je reprezentativní pro počet bitů, kterými jsou vzorky v signálovém bloku kvantovaného subsignálu reprezentovány.

Kvantované vzorky, stejně jako informace o přidělení bitů a délce bloku jsou vedeny do dekvantizačních prostředků (jednotky) 107. V odezvě na informaci o bitovém přidělení prostředky (jednotka) 107 znovuzískávání ze sériového datového toku kvantovaných vzorků kvantované vzorky pro každý subsignál a uspořádávají je do signálových bloků o délce určené informace o délce bloku tak, aby se získaly dekvantované normované subsignály. Dekvantované normované subsignály jsou vedeny do prostředků (jednotky) 109 pro odnormování, spolu s informací o délce bloku a činiteli měřítka. V odezvě na informaci o délce bloku a činiteli měřítka. V odezvě na informací činitele měřítka odnormují prostředky (jednotka) 109 pro odnormování, spolu s informací o délce bloku a činiteli měřítka. V odezvě na informaci činitele měřítka odnormují prostředky (jednotka) 109 signálové bloky normovaných dekvantovaných subpásmových vzorků podle informace o délce bloku, a to násobením normovaných dekvantovaných subpásmových vzorků činitelem měřítka, odpovídajícím signálovému bloku v určitém dekvantovaném subsignálu. Takto získané signály jsou vedeny do prostředků 111 pro kombinování uvedených M subsignálů pro získání uvedeného širokopásmového informačního signálu, ve formě syntetizační jednotky filtrů, která spojí signály, aby se získala replika širokopásmového digitálního informačního signálu na výstupu 113.

-11 CZ 294349 B6

Obr. 8 ukazuje další provedení kódovacího zařízení. Kódovací zařízení je značně podobné kódovacímu zařízení z obr. 1. Rozdílnost od kódovacího zařízení z obr. 1 spočívá ve skutečnosti, že informace o přidělení bitů generovaná jednotkou 48 není přenášená nebo zaznamenávána. Jednotka 34' stanovující maskovací křivku má dále jinou konstrukci. Informace o bitovém přidělení se zde vypočítává v jednotkách 34', 412 a 48 pouze použitím činitele měřítka. Konkrétněji nyní jednotka 34' vypočte výkonové spektrum na základě činitelů měřítka přivedených na vstup 38, místo použití součtu kvadrátů hodnot vzorků částí signálu, a z toho odvodí standardním způsobem maskovací křivku. Tato křivka je vedena do jednotky 41 určující potřebu bitů známým způsobem. V odezvě na tyto potřeby bitů určí jednotka 48 informaci o přidělení bitů dobře známým způsobem.

Obr. 9 ukazuje provedení dekódovacího zařízení pro dekódování kódovaného signálu vysílaného na zaznamenaného kódovacím zařízením z obr. 8. Dekódovací zařízení na obr. 9 vykazuje velkou podobnost s dekódovacím zařízením z obr. 7 s tím rozdílem, že deformátovací jednotka 100' nyní dodává dekvantované vzorky na svůj výstup 102, informaci o délce bloku na svůj výstup 105 a činitele měřítka signálových bloků na svůj výstup 104. Dekódovací zařízení dále obsahuje jednotku 115 pro přidělování bitů, která přijímá činitele měřítka a informaci o délce bloků přes odpovídající vstupy 117, 118. Jednotka 115 generuje informaci o přidělení bitů na výstupu 120. Informace o přidělení bitů je vedena do dekvantizačních prostředků (jednotky) 107. Jednotka 115 přidělování bitů může pracovat identickým způsobem jako kombinace jednotek 41' a 48 z obr. 8.

V předcházejícím popisu byl vynález popsán s odvoláním na provedení, ve kterém je širokopásmový signál dělen do M subsignálů (subpásmových signálů), kde M je v čase konstantním. Je však možné, že během určitého časového intervalu má M určitou konstantní hodnotu, která vede ke konstantním šířkám pásma úzkopásmových signálů v uvedeném časovém intervalu, a že během následujícího časového intervalu má M jinou (konstantní) hodnotu, vedoucí k jiným (konstantním) šířkám pásma úzkopásmových signálů v uvedeném následujícím časovém intervalu. Způsob podle vynálezu může být použit uvnitř každého časového intervalu.

Odkazy na literaturu (Dl) EP-A 457,390 (PHN 13.328) (D2)EP-A 457,391 (PHN 13.329) (D3) EP-A 400.755 (PHQ 89.018A) (D4) EP-A 402,973 (PHN 13.241) (D5) „The ISO/MPEG-audio codex: a generic standard for coding of hight quality audio“, K. Brandenburg et al., preprint no. 3336, 92^nd EAS Convention, Vienna, March 1992

Claims

1. Zařízení pro kódování širokopásmového digitálního informačního signálu, obsahující vstup (1) pro příjem širokopásmového digitálního informačního signálu, dělicí prostředky (2) pro dělení širokopásmového digitálního signálu během určitého časového intervalu do M úzkopásmových subsignálů (SB,, SB₂, ...SB_M), z nichž každý reprezentuje složku širokopásmového digitálního informačního signálu, která je přítomná v odpovídajícím z M přilehlých úzkých pásmech ve frekvenčním pásmu širokopásmového digitálního informačního signálu, kde M je celé číslo větší než 1 a všechna úzká pásma mají určitou konstantní šířku pásma;

- 12CZ 294349 B6 prostředky (6) pro určování činitelů měřítka pro po sobě následující signálové bloky v každém ze subsignálů;

kvantizační prostředky (13) pro kvantování vzorků v signálovém bloku na kvantované vzorky v odezvě na informaci o přidělení bitů přivedou do kvantizačních prostředků, pro získání kvantovaných subsignálů;

prostředky (34, 41, 48) pro odvozování informace o přidělení bitů, která reprezentuje počet bitů, kterým budou vzorky v signálovém bloku subsignálů reprezentovány po kvantování v kvantizačních prostředcích (13);

formátovací prostředky (20) pro spojování kvantovaných vzorků v signálových blocích kvantovaných subsignálů a činitelů měřítka do výstupního digitálního signálu, který má formát vhodný pro přenos nebo ukládání či záznam, vyznačené tím, že dále obsahuje prostředky (30) pro určování délek signálových bloků v alespoň jednom ze subsignálů (SBi, SB₂, ...SBm) a pro generování informace o délkách bloků, přičemž informace o délkách bloků je reprezentativní pro uvedené délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálu, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálu se od sebe liší, přičemž prostředky (6) pro určování činitelů měřítka jsou dále uzpůsobeny pro určování činitelů měřítka pro po sobě následující signálové bloky proměnlivých délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na informaci o délce bloku, přičemž prostředky (34, 41, 48) pro odvozování informace o přidělení bitů jsou dále uzpůsobeny pro odvozování informace o přidělování bitů pro po sobě následujících signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, přičemž kvantizační prostředky (13) jsou dále uzpůsobeny pro kvantování vzorků v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, a formátovací prostředky (20) jsou dále uzpůsobeny pro začleňování informace o délce bloku do výstupního digitálního signálu pro přenos nebo ukládání či záznam.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že uvedené prostředky (30) pro určování délky signálových bloků jsou uzpůsobené pro stanovení délek signálových bloků v nejméně dvou subsignálech (SBi, SB₂, ... SB_M), a informace o délkách bloků je reprezentativní pro uvedené délky signálových bloků v nejméně dvou subsignálech, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedených nejméně dvou subsignálech se od sebe liší, přičemž časově ekvivalentní signálové bloky uvedených nejméně dvou subsignálů mají stejnou délku.

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačené tím, že prostředky (30) pro určování délky signálových bloků jsou uzpůsobené pro určování délek signálových bloků v M subsignálech (SBh SB₂, ...SB_m), přičemž informace o délce bloku je reprezentativní pro uvedené délky signálových bloků v uvedených M subsignálech, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedených M subsignálech se od sebe liší, přičemž časově ekvivalentní signálové bloky uvedených M subsignálů mají stejnou délku.

-13 CZ 294349 B6

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že zařízení je uzpůsobeno pro dělení subsignálů (SB_b SB₂, ...SB_M) do po sobě následujících signálových superbloků stejné délky, přičemž prostředky (30) pro určování délek signálových bloků jsou uzpůsobené pro dělení signálového superbloku v nejméně jednom subsignálu do alespoň dvou signálových bloků.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že délky nejméně dvou signálových bloků obsažených v uvedeném signálovém superbloku se od sebe liší.

6. Zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že prostředky (30) pro určování délek signálových bloků jsou uzpůsobené pro dělení signálového superbloku v každém z nejméně dvou subsignálů do nejméně dvou signálových bloků, přičemž signálové superbloky v uvedených nejméně dvou subsignálech jsou časově ekvivalentní a signálové bloky v uvedených časově ekvivalentních signálových superblocích jsou rovněž časově ekvivalentní.

7. Zařízená podle nároku 6, vyznačené tím, že prostředky (30) pro určování délek signálových bloků jsou uzpůsobené pro dělení M časově ekvivalentních signálových superbloků, jednoho v každém z M subsignálů (SBi, SB₂, ...SB_M), do nejméně dvou signálových bloků, přičemž signálové bloky v uvedených časově ekvivalentních signálových superblocích jsou také časově ekvivalentní.

8. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačené tím, že prostředky (30) pro určování délek signálových bloků jsou uzpůsobené pro určování délky po sobě následujících signálových bloků v subsignálu (SB_b SB₂, ...SB_M) v odezvě na širokopásmový digitální informační signál tak, že délka signálového bloku v uvedeném subsignálu je zvolena relativně delší v situaci, kdy širokopásmový digitální informační signál, ze kterého byl uvedený signálový blok odvozen, je v podstatě stacionární, a je zvolena relativně kratší, pokud širokopásmový digitální informační signál, ze kterého byl uvedený signálový blok odvozen, má v podstatě nestacionární charakter.

9. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačené tím, že prostředky (30) pro určování délek signálových bloků jsou uzpůsobené pro určování délky po sobě následujících signálových bloků v subsignálu (SB_b SB₂, ...SB_M) v odezvě na uvedený subsignál tak, že délka signálového bloku v uvedeném subsignálu je zvolena relativně delší v situaci, kdy subsignál je v podstatě stacionární, a relativně kratší, když subsignál má v podstatě nestacionární charakter.

10. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačené tím, že obsahuje prostředky (34) pro určování odstupu signálu od maskování pro stanovení odstupu signálu od maskování v každém zM subsignálů (SBi, SB₂, ...SB_M), přičemž prostředky (30) pro určování délky signálových bloků jsou uzpůsobené pro určování délky po sobě následujících signálových bloků v subsignálu v odezvě na odstup signálu od maskování pro uvedený subsignál tak, že délka signálového bloku v uvedeném subsignálu je zvolena relativně delší v situaci, kdy odstup signálu od maskování v subsignálu jako funkce času je v podstatě stacionární, a relativně kratší, pokud odstup signálu od maskování v subsignálu má v podstatě nestacionární charakter.

11. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že formátovací prostředky (20) obsahují záznamové prostředky pro záznam kódovaného digitálního signálu na záznamový nosič.

12. Zařízení podle nároku 1,vyznačené tím, že dále obsahuje normovací prostředky (6) pro normování vzorků v signálovém bloku v odezvě na informaci o činiteli měřítka pro uvedený signálový blok, před kvantováním.

13. Zařízení pro dekódovaní kódovaného digitálního signálu pro získání širokopásmového digitálního informačního signálu, obsahující prostředky (100) pro příjem uvedeného kódovaného digitálního signálu;

- 14CZ 294349 B6 deformátovací prostředky (100) pro odvozování informace o činiteli měřítka a pro odvozování M kvantovaných subsignálů z kódovaného digitálního signálu, kde M je celé číslo větší než 1, přičemž každý kvantovaný subsignál je složený z po sobě následujících signálových bloků kvantovaných vzorků;

prostředky (100) pro odvozování informace o přidělení bitů, která je reprezentativní pro počet bitů, kterými jsou vzorky v signálovém bloku kvantovaného subsignálu reprezentovány, dekvantizační prostředky (107) pro dekvantování kvantovaných vzorků v odezvě na uvedenou informaci o přidělení bitů pro získání M subsignálů s dekvantovanými vzorky;

prostředky (111) pro kombinování uvedených M subsignálů pro získání uvedeného širokopásmového informačního signálu, vyznačené tím, že deformátovací prostředky (100) jsou dále uzpůsobené pro odvozování, z kódovaného digitálního signálu, informace o délce bloku reprezentativní pro délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálu, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálu se od sebe liší, přičemž prostředky (100) pro odvozování informace o přidělení bitů jsou dále uzpůsobené pro odvozování informace o přidělení bitů pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, přičemž dekvantizační prostředky (107) jsou dále uzpůsobené pro dekvantování kvantovaných vzorků v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku.

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačené tím, že dále obsahuje prostředky (109) pro odnormování vzorků obsažených v signálových blocích subsignálů v odezvě na informaci o činiteli měřítka a uvedenou informaci o délce bloku před tím, než je signál sestaven v prostředcích (111) pro kombinování signálu.

15. Zařízení podle nároku 13, vyznačené tím, že prostředky (100) pro příjem obsahují prostředky pro reprodukci kódovaného digitálního signálu z nosiče záznamu.

16. Způsob kódování širokopásmového digitálního informačního signálu, při kterém se přijímá širokopásmový digitální informační signál;

během určitého časového intervalu se širokopásmový digitální informační signál dělí do M úzkopásmových subsignálů (SB_b SB₂, ...SB_M), přičemž každý zM subsignálů (SB_t, SB₂, ...SB_M) reprezentuje složku širokopásmového digitálního informačního signálu, která je přítomná v odpovídajícím zM přilehlých úzkých pásem ve frekvenčním pásmu širokopásmového digitálního informačního signálu, kde M je celé číslo větší než 1;

určuje se činitel měřítka pro po sobě následující bloky signálu v každém subsignálu;

vzorky v signálovém bloku se v kvantizačním kroku kvantují do kvantovaných vzorků v odezvě na informaci o přidělení bitů, pro získání kvantovaných subsignálů;

v odvozovacím kroku se odvozuje uvedená informace o přidělení bitů, která reprezentuje počet bitů, kterým budou vzorky v signálovém bloku subsignálu reprezentovány po kvantování;

-15 CZ 294349 B6 kvantované vzorky v signálových blocích kvantovaných subsignálů a činitele měřítka se v sestavovacím kroku sestavuje do výstupního digitálního signálu, který má vhodný formát pro přenos nebo ukládání či záznam, vyznačený tím, že se určují délky signálových bloků v nejméně jednom ze subsignálů (SB_b SB₂, ...SB_M) a generují se informace o délce bloku, která reprezentuje uvedené délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálů, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálů se od sebe liší;

při určování činitelů měřítka se určují činitele měřítka pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku;

v odvozovacím kroku se informace o přidělení bitů odvozuje pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku;

v kvantizačním kroku se kvantují vzorky v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálů v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku;

a v sestavovacím kroku se do výstupního digitálního signálu pro přenos nebo ukládání či záznam začleňuje informace o délce bloku.

17. Způsob podle nároku 16, v y z n a č e n ý tím, že se před kvantováním provádí normování vzorků v signálovém bloku, v odezvě na informaci o činiteli měřítka pro uvedený signálový blok.

18. Způsob podle nároku 16, vyznačený tím, že sestavovací krok dále zahrnuje záznam kódovaného digitálního signálu na záznamový nosič.

19. Způsob dekódování kódovaného digitálního signálu pro získání širokopásmového digitálního signálu, při kterém se přijímá kódovaný digitální signál;

v deformátovacím kroku se provádí deformátování pro odvozování informace o činiteli měřítka a pro odvozování M kvantovaných subsignálů z kódovaného digitálního signálu, kde M je celé číslo větší než 1, přičemž každý kvantovaný subsignál je složený z po sobě následujících signálových bloků kvantovaných vzorků;

v odvozovacím kroku se odvozuje informace o přidělení bitů, která je reprezentativní pro počet bitů, kterými jsou vzorky v signálovém bloku kvantovaného subsignálů reprezentovány;

v dekvantizačním kroku se provádí dekvantování kvantovaných vzorků v odezvě na uvedenou informaci o přidělení bitů pro získání M subsignálů s dekvantovanými vzorky;

v sestavovacím kroku se uvedeným M subsignálů kombinuje pro získávání uvedeného širokopásmového digitálního informačního signálu,

-16CZ 294349 B6 vyznačený tím, že se v deformátovacím kroku odvozuje informace o délce bloku z kódovaného digitálního signálu, která reprezentuje délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálu, přičemž délky po sobě 5 následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálu se od sebe liší, v odvozovacím kroku se odvozuje informace o přidělení bitů pro po sobě následující signálové bloky proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku, a v dekvantizačním kroku se provádí dekvantování kvantovaných vzorků v signálových blocích proměnných délek v uvedeném nejméně jednom subsignálu v odezvě na uvedenou informaci o délce bloku.

15

20. Kódovaný digitální signál reprezentující širokopásmový digitální informační signál, přičemž kódovaný digitální informační signál obsahuje informaci o činiteli měřítka a M kvantovaných subsignálů (SB_b SB₂, ...SB_M), kde M je celé číslo větší než 1, přičemž kvantovaný subsignál je složený z po sobě následujících signálových bloků 20 kvantovaných vzorků, vyznačený tím, že kódovaný digitální signál dále obsahuje informaci o délkách bloků, která je reprezentativní pro 25 délky signálových bloků v nejméně jednom subsignálu, kde délky po sobě následujících signálových bloků v uvedeném nejméně jednom subsignálu se od sebe liší.

21. Kódovaný digitální signál podle nároku 20, vyznačený tím, že subsignály (SB_bSB₂, ...SB_m) byly rozděleny do po sobě následujících signálových superbloků stejné délky,

30 přičemž signálový superblok v uvedeném nejméně jednom subsignálu je rozdělený do nejméně dvou signálových bloků.

22. Nosič záznamu, na němž byl uložen kódovaný digitální signál podle nároku 20.