DE10000934C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen eines Codierungs-Blockrasters eines decodierten Signals - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen eines Codierungs-Blockrasters eines decodierten SignalsInfo
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Abstract
Bei der Bestimmung eines Codierungs-Blockrasters, das einem decodierten Signal zugrunde liegt, wird zunächst ein Abschnitt des decodierten Signals herausgegriffen, welcher bei einer bestimmten Ausgangs-Ausgangs-Abtastwert des decodierten Signals beginnt. Hierauf wird der Abschnitt in eine spektrale Darstellung umgesetzt, um die spektrale Darstellung dann hinsichtlich eines vorbestimmten Kriteriums zu bewerten, um ein Bewertungsresultat für den Abschnitt zu erhalten. Dieses Prozedure wird für eine Mehrzahl unterschiedlicher Abschnitte, die bei jeweils unterschiedlichen Ausgangs-Abtastwerten beginnen, wiederholt, um eine Mehrzahl von Bewertungsresultaten zu erhalten. Die Mehrzahl der Bewertungsresultate wird schließlich durchsucht, um das Bewertungsresultat zu ermitteln, das bezüglich der anderen Bewertungsresultate einen extremen Wert hat, derart, daß dann davon ausgegangen werden kann, daß der Abschnitt, dem dieses Bewertungsresultat zugeordnet ist, mit dem Codierungs-Blockraster in Einklang ist, das dem decodierten Signal zugrunde liegt. Erfindungsgemäß kann somit für jedes beliebige decodierte Signal, das keinen expliziten Inforamtionen über sein Codierungs-Blockraster hat, das Codierungs-Blockraster ermittelt werden.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die
Analyse von auf irgendeine Art codierten und wieder deco
dierten Signalen und insbesondere auf das Analysieren eines
decodierten Signals, das unter Verwendung eines Codieral
gorithmus verarbeitet worden ist, der auf einer spektralen
Darstellung des ursprünglichen Signals aufbaut.
Es ist allgemein bekannt, Audio- und/oder Videosignale unter
Verwendung eines bestimmten Codierverfahrens zu codieren, um
eine codierte Version des ursprünglichen Signals zu erhal
ten, wobei sich die codierte Version des ursprünglichen Si
gnals grundsätzlich dahingehend von dem ursprünglichen Si
gnal unterscheiden sollte, daß die Datenmenge des codierten
Signals kleiner als die Datenmenge des ursprünglichen Si
gnals ist. In einem solchen Fall wird der Codieralgorithmus,
um aus dem ursprünglichen Signal das codierte Signal zu er
halten, und auch der Decodieralgorithmus, der im wesentli
chen eine Umkehrung des Codieralgorithmus ist, als datenre
duzierender Codieralgorithmus bezeichnet.
Zur Datenreduktion von Audiosignalen existieren verschiedene
Codieralgorithmen, welche Gegenstand einer Reihe von inter
nationalen Standards sind, wie z. B. MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4
oder auch MPEG-2 AAC (AAC = Advanced Audio Coding), wobei
der letztgenannte Codieralgorithmus beispielsweise in dem
internationalen Standard ISO/IEC 13818-7 detailliert be
schrieben ist.
Im nachfolgenden wird auf Fig. 7 Bezug genommen, welche ein
Blockschaltbild eines MPEG-Audiocodierverfahrens zeigt. Ein
solcher Audiocodierer umfaßt typischerweise einen Audioein
gang 70, an dem ein Strom von zeitdiskreten Abtastwerten
eingespeist wird, welche beispielsweise PCM-Abtastwerte
sind, welche beispielsweise 16-Bit-breit sind. In einer Ana
lysefilterbank 71 wird der Strom von zeitdiskreten Audio-Ab
tastwerten in Codierungsblöcke oder Frames von Abtastwerten
eingeteilt, unter Verwendung einer entsprechenden Fenster
funktion gefenstert und dann in eine spektrale Darstellung
beispielsweise durch eine Filterbank oder durch eine Fou
rier-Transformation oder eine Abart der Fourier-Transfor
mation, wie z. B. eine modifizierte diskrete Cosinustrans
formation (MDCT), überführt. Am Ausgang der Analysefilter
bank 71 liegen somit aufeinanderfolgende Codierungsblöcke
oder Frames von Spektralkoeffizienten vor, wobei ein Block
von Spektralkoeffizienten das Spektrum eines Codierungs
blocks von Audioabtastwerten ist. Oft wird eine 50%ige Über
lappung aufeinanderfolgender Codierungsblöcke verwendet, so
daß pro Block ein Fenster von beispielsweise 2048 Audioab
tastwerten betrachtet wird, und durch diese Verarbeitung
1024 neue Spektralkoeffizienten erzeugt werden.
Das zeitdiskrete Audiosignal am Eingang 70 wird ferner in
ein psychoakustisches Modell 72 eingespeist, um eine Daten
reduktion zu erreichen, derart, daß bekannterweise die Mas
kierungsschwelle des Audiosignals abhängig von der Frequenz
berechnet wird, um in einem Block 73, der mit Quantisierung
und Codierung bezeichnet ist, eine Quantisierung der Spek
tralkoeffizienten durchzuführen, welche von der Maskierungs
schwelle abhängt.
Anders ausgedrückt wird die Quantisierung der Spektralkoef
fizienten derart grob durchgeführt, daß das hierdurch einge
führte Quantisierungsrauschen noch unter der psychoakusti
schen Maskierungsschwelle, die durch das psychoakustische
Modell 72 berechnet wird, liegt, so daß das Quantisierungs
rauschen idealerweise unhörbar ist. Dieses Prozedere be
wirkt, daß typischerweise eine bestimmte Anzahl von Spek
tralkoeffizienten, die am Ausgang der Analyse-Filterbank 71
noch ungleich 0 sind, nach dem Quantisieren zu 0 gesetzt
werden, da das psychoakustische Modell 72 festgestellt hat,
daß dieselben durch benachbarte Spektralkoeffizienten mas
kiert werden und deshalb unhörbar sind.
Auch unabhängig von einem psychoakustischen oder psychoopti
schen Modell existiert bei jedem Quantisierer eine bestimmte
Quantisierungsschrittweite, wobei Spektralwerte, die kleiner
als die Schrittweite sind, durch die Quantisierung zu Null
gesetzt werden. Abhängig vom Quantisierer gibt es auch die
Möglichkeit, daß lediglich Werte, die deutlich kleiner als
die Schrittweite sind, zu Null gesetzt werden, und Werte,
die knapp unter der Schrittweite sind, aufgerundet werden.
In den allermeisten Fällen setzt jeder Quantisierer zumin
dest einige Werte zu Null, wodurch bereits eine Datenre
duktion erzielt wird.
Nach dem Quantisieren liegt eine spektrale Darstellung des
Codierungsblocks von zeitdiskreten Abtastwerten vor, in der
das Quantisierungsrauschen möglichst unterhalb der psycho
akustischen Maskierungsschwelle liegt. Diese datenreduzie
rend quantisierten Spektralwerte können anschließend ab
hängig vom verwendeten Codierer unter Verwendung einer En
tropie-Codierung, welche z. B. eine Huffman-Codierung sein
kann, verlustlos codiert werden. Dadurch wird ein Strom von
Codewörtern erhalten, dem in einem Bitstrommultiplexer 74
noch von einem Decodierer benötigte Seiteninformationen
hinzugefügt werden, wie z. B. Informationen bezüglich der
Analyse-Filterbank, Informationen bezüglich der Quanti
sierung, wie z. B. Skalenfaktoren, oder aber Seiteninforma
tionen bezüglich weiterer Funktionsblöcke. Solche weiteren
Funktionsblöcke sind bei MPEG-2-AAC beispielsweise die
TNS-Verarbeitung, die Intensity-Stereo-Verarbeitung, die
Mitte/Seite-Stereoverarbeitung, oder aber eine Prädiktion
von Spektrum zu Spektrum.
An einem Ausgang 75 des Codierers, der auch als Bitstromaus
gang bezeichnet wird, liegt dann das gemäß dem in Fig. 7 ge
zeigten Codieralgorithmus codierte Signal blockweise vor.
Im Falle des Decodierers wird das codierte Signal am Ausgang
75 des in Fig. 7 gezeigten Codierers in einen Bitstromein
gang 80 eines in Fig. 8 gezeigten Decodierers eingespeist,
welcher zunächst in einem Block 81, der als Bitstrom-Demul
tiplexer bezeichnet ist, eine Bitstrom-Demultiplex-Operation
durchführt, um die Spektraldaten von den Seiteninformationen
zu trennen. Am Ausgang des Blocks 81 liegen dann wieder die
Codewörter vor, welche die einzelnen Spektralkoeffizienten
darstellen. Unter Verwendung einer entsprechenden Tabelle
werden die Codewörter decodiert, um quantisierte Spektral
werte zu erhalten. Diese quantisierten Spektralwerte werden
dann in einem Block 82, der mit "Inverse Quantisierung"
bezeichnet ist, verarbeitet, um die im Block 73 (Fig. 7)
eingeführte Quantisierung rückzurechnen. Am Ausgang des
Blocks 82 liegen dann wieder dequantisierte Spektralkoeffi
zienten vor, welche nun mittels einer Synthesefilterbank 83,
die invers zur Analysefilterbank 71 (Fig. 7) arbeitet, in
den Zeitbereich überführt werden, um an einem Audioausgang
84 das decodierte Signal zu erhalten.
Bei der Betrachtung des Codier/Decodier-Konzepts, das in den
Fig. 7 und 8 dargestellt ist, wird deutlich, daß es sich
hier um ein blockorientiertes Verfahren handelt, wobei die
Blockerzeugung durch den Analyse-Filterbank-Block 71 von
Fig. 7 bewirkt wird, und wobei die Blockbildung erst am
Audioausgang 84 des in Fig. 8 gezeigten Decodierers wieder
aufgehoben wird.
Es wird ferner deutlich, daß es sich hier um ein verlustbe
haftetes Codiererkonzept handelt, da das am Audioausgang 84
vorliegende decodierte Signal generell weniger Informationen
beinhaltet als das am Audioeingang 70 vorliegende ursprüng
liche Signal. Durch den durch das psychoakustische Modell 72
gesteuerten Quantisierer 73 werden Informationen aus dem am
Audioeingang 70 vorliegenden ursprünglichen Signal entfernt,
die im Decodierer nicht mehr wieder hinzugefügt werden, son
dern auf die verzichtet wird. Rein subjektiv hat dieser Ver
zicht auf Informationen jedoch aufgrund des psychoakustischen
Modells 72, das an die menschlichen Gehöreigenschaften
angepaßt ist, im idealen Fall zu keinen Qualitätseinbußen
geführt, sondern lediglich zu einer angestrebten Datenkom
primierung.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß das in Fig. 7
und Fig. 8 am Beispiel eines Audiosignals beschriebene Co
diererkonzept entsprechend auch auf Bild- oder Videosignale
angewendet wird, wobei anstelle des zeitlichen Audiosignals
ein Videosignal vorhanden ist, wobei die spektrale Darstel
lung hier kein Tonspektrum ist, sondern ein Ortsspektrum.
Ansonsten findet auch bei der Videosignalkomprimierung eine
Analysefilterbank, ein psychooptisches Modell, eine dadurch
gesteuerte Quantisierung und Redundanz-Codierung statt, wo
bei ebenfalls das ganze Codier/Decodier-Konzept blockweise
abläuft.
Das decodierte Signal (am Beispiel von Fig. 8 das decodierte
Audiosignal am Audioausgang 84) ist typischerweise wieder
ein Strom von zeitdiskreten Abtastwerten, denen ein Codie
rungs-Blockraster zugrunde liegt, das im decodierten Signal
jedoch generell nicht sichtbar ist, es sei denn, daß beson
dere Vorkehrungen getroffen werden.
Während der Vorgang der Decodierung der Normalfall in der
Anwendung, nämlich der Übertragung und Speicherung von
Audio- und/oder Bildsignalen, ist, gibt es dennoch Fälle, in
denen es von Interesse ist, ein gegebenes decodiertes Signal
in eine Bitstromdarstellung "zurück zu übersetzen". Dies ist
insbesondere in den folgenden Fällen von Interesse, wenn nur
das decodierte Signal zur Verfügung steht.
Weiterhin besteht oftmals der Bedarf, Codiersysteme anhand
der von ihnen codierten und wieder decodierten Signale zu
untersuchen, beispielsweise um herauszufinden, warum ein Co
dierer, der noch unbekannt ist, so gut klingt.
Darüberhinaus besteht ein Bedarf auf dem Bereich des Urheberrechtsschutzes,
zweifelsfrei nachzuweisen, daß ein Mu
sikstück oder ein Bild mit einem bestimmten Codierer ur
sprünglich codiert worden ist.
Schließlich besteht im Bereich der Übertragung beispiels
weise über mehrere Netze mit unterschiedlicher Bandbreite
der Bedarf, ein decodiertes Signal wieder zu codieren, um es
beispielsweise auf eine andere Bandbreite umzusetzen. In
diesem Fall wird das in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigte Codie
rer/Decodierer-Konzept nacheinander mehrmals auf ein ur
sprüngliches Audiosignal ausgeübt. Hier bestehen Probleme
dahingehend, daß sogenannte Tandem-Codierverzerrungen nach
folgender Codecstufen eingebracht werden, wenn die nachfol
genden Codecstufen auf der Basis eines anderen Codierungs-
Blockrasters als die vorausgehenden Codecstufen arbeiten. Es
ist einsichtig, daß die Verwendung eines anderen Codie
rungs-Blockrasters in einer nachfolgenden Codecstufe hörbare
Verzerrungen in das Audiosignal einführt, wenn die Codie
rungsblockbildung nicht genauso durchgeführt worden ist wie
in der ersten Codec-Stufe, da das Konzept auf der Bildung
von Kurzzeitspektren basiert und da insbesondere die psycho
akustische Maskierungsschwelle eines Codierungsblocks von
zeitdiskreten Abtastwerten von dem Codierungs-Blockraster
abhängt.
In der Fachveröffentlichung "NMR Measurements on Multiple
Generations Audio Coding", Michael Keyhl, Jürgen Herre,
Christian Schmidmer, 96. AES-Versammlung, 26. Februar bis 1.
März 1994, Amsterdam, Preprint 3803, wird vorgeschlagen, zur
Überwindung der Tandem-Codierverzerrungen eine Identifikati
onsmarkierung in ein decodiertes Signal einzubringen, auf
die nachfolgende Codierer-Stufen zugreifen können, um auf
der Basis diese Identifikationsmarkierung ihre Codierungs
block-Einteilung des erneut zu codierenden decodierten
Signals durchzuführen, derart, daß alle Codec-Stufen in ei
ner Kette von Codec-Stufen dasselbe Codierungs-Blockraster
verwenden.
Obwohl dieses Verfahren die Tandem-Codierverzerrungen be
deutsam reduziert hat, ist es doch dahingehend nachteilig,
daß die Identifikationsmarkierung durch einen Decodierer
eingebracht werden muß und von einem nachfolgenden Codierer
wieder extrahiert und interpretiert werden muß. Es sind also
Änderungen sowohl an einem Decodierer als auch an einem
Codierer erforderlich. Weiterhin ist dieses Konzept selbst
verständlich nur für eine Tandem-Codierung von decodierten
Signalen anwendbar, die diese Identifikationsmarkierung für
das Codierungs-Blockraster haben. Für Signale, die diese
Identifikationsmarkierung nicht haben, kann eine Codecstufe
in einer Kette von Codecstufen selbstverständlich nicht auf
eine Identifikationsmarkierung zugreifen.
Ähnliche Probleme bzw. Einschränkungen der Flexibilität er
geben sich auch bei dem MOLE-Konzept, das in "ISO/MPEG Layer
2 - Optimum re-Encoding of Decoded Audio using a MOLE-Si
gnal", John Fletcher, 104te AES-Convention, 16. bis 19. Mai
1998, Preprint Nr. 4706, beschrieben ist. Allgemein gesagt
werden zusätzliche Daten in das decodierte Audiosignal ein
gebracht, die detailliert beschreiben, auf welche Art das
vorliegende decodierte Audiosignal codiert und decodiert
worden ist. Diese Daten werden als MOLE-Signal bezeichnet.
Wenn das decodierte Audiosignal wieder codiert werden muß,
wird ein speziell ausgeführter Codierer dieses MOLE-Signal
aus dem zu codierenden Signal extrahieren und auf der Basis
dieses Signals die einzelnen Codiererschritte durchführen.
Ähnlich zu dem Konzept der Identifikationsmarkierung besteht
auch hier ein Nachteil darin, daß der Decodierer, der ein
codiertes ursprüngliches Signal zum ersten Mal decodiert,
das Signal in das decodierte Audiosignal einbringen muß. Ein
solcher Decodierer unterscheidet sich somit von den üblichen
Standard-Decodierern. Des weiteren muß ein Codierer, der ein
decodiertes Signal wieder codiert, das Bestimmungssignal ex
trahieren um dementsprechend zu arbeiten. Dieser gewisser
maßen zweite Codierer muß ebenfalls modifiziert werden, der
art, daß er das Bestimmungssignal lesen und interpretieren
kann. Schließlich ist auch dieses Konzept nachteilhafter
weise nur für decodierte Signale wirksam, die ein solches
Bestimmungssignal haben, jedoch nicht für Signale, die kein
solches Bestimmungssignal haben.
Sowohl die Identifikationsmarkierung als auch das MOLE-Be
stimmungssignal geben Informationen darüber, welches Codie
rungs-Blockraster dem decodierten Signal, dem die Identifi
kationsmarkierung oder das MOLE-Bestimmungssignal zugeordnet
ist, zugrunde liegt. Diese Signale müssen jedoch explizit
eingebracht werden, was die im vorhergehenden beschriebenen
Flexibilitätsnachteile mit sich bringt.
Die WO 99/04572 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Ermitteln,
welches von mehreren möglichen sendeseitigen Codierungssystemen
ursprünglich angewandt wurde. Damit wird verhindert, daß sich
Codierungsrauschen von einem Codiersystem zum nächsten Codier
system ausbreitet. Ein Eingangssignal wird durch zwei unter
schiedliche Codierer codiert und wieder decodiert, wobei das
decodierte Signal mit dem ursprünglichen Eingangssignal ver
glichen wird. Der Codierer, dessen codiertes und wieder deco
diertes Signal am ehesten dem ursprünglichen Eingangssignal
entspricht, wird als Codierer ausgewählt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen eines Codie
rungs-Blockrasters, das einem decodierten Signal zugrunde
liegt, für ein decodiertes Signal zu schaffen, das keinen
expliziten Hinweis auf ein Codierungs-Blockraster hat.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Bestimmen ei
nes Codierungs-Blockrasters nach Patentanspruch 1 oder durch
ein Verfahren zum Bestimmen eines Codierungs-Blockrasters
nach Patentanspruch 11 gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde,
daß das Codierungs-Blockraster, das durch einen Block
orientierten Codierer praktisch zufällig festgelegt wird,
entscheidenden Einfluß auf die spektrale Darstellung des Si
gnals hat. Bereits minimale Abweichungen oder Codierungs-
Blockraster-Offsets führen dazu, daß die spektrale Darstel
lung des decodierten Signals ein gänzlich anderes Erschei
nungsbild hat als eigentlich von einer Spektraldarstellung
des decodierten Signals erwartet werden würde, wenn demsel
ben das gleiche Codierungs-Blockraster zugrunde gelegt wird,
das dem decodierten Signal an sich zugrunde liegt. Bei da
tenreduzierenden Codieralgorithmen, welche unter Verwendung
eines psychoakustischen Modells oder eines psychooptischen
Modells arbeiten, ist von vorneherein bekannt, daß aufgrund
der Quantisierung unter Verwendung einer psychooptischen
oder psychoakustischen Maskierungsschwelle eine bestimmte
Anzahl von Spektralkoeffizienten 0 ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß auch unabhängig von einer
Quantisierung, die durch ein psychoakustisches oder psycho
optisches Modell gesteuert wird, üblicherweise immer be
stimmte Werte zu Null gesetzt werden, nämlich die Werte, die
wesentlich kleiner als die Quantisierungsschrittweite sind.
Wenn jedoch die Codierungs-Blockrastereinteilung zum Er
zeugen einer Spektraldarstellung des decodierten Signals
nicht mit der Codierungs-Blockrastereinteilung, die dem
decodierten Signal an sich zugrunde liegt, übereinstimmt, so
tritt diese Eigenschaft in der spektralen Darstellung des
decodierten Signals nicht mehr auf. Jedoch auch bei Codier
konzepten, die nicht unbedingt datenreduzierend sind, oder
die, obgleich sie datenreduzierend wären, jedoch aufgrund
des Eingangssignals keinen entscheidenden Datenreduzie
rungseffekt haben, führt ein Codierungs-Blockraster-Versatz
bereits dazu, daß das Spektrum des decodierten Signals, das
auf einer anderen Codierungs-Blockrastereinteilung basiert
als die Codierungs-Blockrastereinteilung, die dem decodier
ten Signal zugrunde liegt. Dies resultiert in einer verän
derten spektralen Struktur, die ein stark "verschmiertes"
Aussehen hat, was sich insbesondere darin äußert, daß die
einzelnen Spektralanteile nicht mehr gut voneinander ge
trennt werden können.
Diese Charakteristik des Spektrums kann als Kriterium ver
wendet werden, um herauszufinden, ob ein Codierungs-Block
raster-Versatz vorliegt. Bei einem Spektrum mit Rasterver
satz ist die Schwankung der z. B. logarithmischen Amplitude
des Spektralkoeffizienten langsamer bzw. weniger abrupt als
bei einem Spektrum ohne Rasterversatz, bei dem eine schnelle
bzw. stark abrupte Schwankung der Amplitude der Spektralko
effizienten feststellbar ist.
Allgemein gesagt hat ein Kurzzeitspektrum des decodierten
Signals, das unter Verwendung einer Codierungs-Blockraster
einteilung erzeugt wird, welche der Codierungs-Blockraster
einteilung entspricht, die dem decodierten Signal zugrunde
liegt, ein bestimmtes Aussehen, beispielsweise bezüglich der
Separation der Spektrallinien, bezüglich der Anzahl der
Spektrallinien, die gleich 0 sind bzw. die sehr klein sind,
etc.
Erfindungsgemäß wird daher zum Bestimmen eines Codierungs-
Blockrasters ein Abschnitt des decodierten Signals herausge
griffen, woraufhin der herausgegriffene Abschnitt in eine
spektrale Darstellung desselben umgesetzt wird. Anschließend
wird die spektrale Darstellung des herausgegriffenen Ab
schnitts hinsichtlich zumindest eines vorbestimmten Krite
riums untersucht, um ein Bewertungsresultat für den Ab
schnitt zu erhalten. Dieses Konzept wird für verschiedene
Abschnitte durchgeführt, wobei immer ein anderes Codie
rungs-Blockraster zugrunde gelegt wird, so daß sich ver
schiedene Bewertungsresultate für verschiedene Codierungs-
Blockrastereinteilungen und damit Codierungs-Blockraster-
Offsets ergeben. Ein Codierungs-Blockraster-Offset, der dem
vorbestimmten Kriterium am besten entspricht, d. h. der ein
Bewertungsresultat hat, das bezüglich der anderen Bewer
tungsresultate extrem ist, wird dann unter den Bewertungs
resultaten, die durch Bewerten der spektralen Darstellungen
der verschieden herausgegriffenen Abschnitte erzeugt worden
sind, ermittelt und ausgegeben. Damit ist die Codierungs-
Blockrastereinteilung, die einem decodierten Signal zugrunde
liegt, ohne Verwendung eines explizit im decodierten Signal
enthaltenen Hilfssignals eindeutig rekonstruierbar.
Dieses Konzept erlaubt es grundsätzlich, von jedem decodier
ten Signal das demselben zugrunde liegende Codierungs-Block
raster zu ermitteln und liefert somit eine erhebliche Flexi
bilität dahingehend, daß sämtliche decodierten Signale bear
beitet werden können, und nicht nur decodierte Signale, die
bereits eine Identifikationsmarkierung oder ein MOLE-Bestimmungssignal
haben. Damit können nahezu beliebig deco
dierte Signale analysiert werden, um eine verzerrungsfreie
Tandem-Codierung durchzuführen, um weitere Informationen
bezüglich des dem decodierten Signal zugrunde liegenden
Codiereralgorithmus zu erhalten, oder um überhaupt nachzu
weisen, mit welchem Codierer das decodierte Signal ursprüng
lich codiert worden ist.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäß bestimmte Codierungs-
Blockraster, das dem decodierten Signal zugrunde liegt, in
das decodierte Signal selbst eingetragen werden, um somit
beliebige decodierte Signale für bestehende Codec-Stufen
anzupassen, welche auf der Identifikationsmarkierung oder
dem MOLE-Bestimmungssignal aufbauen.
Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Konzept die Er
schließung nahezu aller Codierparameter, zumal ausgehend von
der Kenntnis des Codierungs-Blockrasters und unter Verwen
dung entsprechender Iterationsalgorithmen praktisch alle
Codiererfunktionalitäten gewissermaßen "zurückgerechnet"
werden können. Voraussetzung hierfür ist jedoch die Bestim
mung des Codierungs-Blockrasters an sich, da das Codie
rungs-Blockraster alle nachfolgenden Parameter eines Codier
algorithmus beeinflußt, der auf der spektralen Darstellung
eines zu codierenden Signals basiert. Die Bestimmung des
Codierungs-Blockrasters ist somit gewissermaßen das "Ein
gangstor", um ein decodiertes Signal dahingehend vollständig
zu analysieren, welches Codier/Decodier-Konzept demselben
zugrunde liegt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren
detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vor
richtung zum Bestimmen eines Codierungs-Block
rasters;
Fig. 2 ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestimmen eines Codierungs-Blockrasters;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines decodierten Signals
zur Veranschaulichung verschiedener Codierungs-
Blockraster-Versätze;
Fig. 4 eine spektrale Darstellung eines Abschnitts des de
codierten Signals mit einem Rasterversatz von einem
Abtastwert nach links;
Fig. 5 eine spektrale Darstellung eines Abschnitts des de
codierten Signals ohne Rasterversatz;
Fig. 6 eine spektrale Darstellung eines Abschnitts des de
codierten Signals mit einem Rasterversatz von einem
Abtastwert nach rechts;
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines bekannten Codierers, der
auf der Basis einer spektralen Darstellung eines
ursprünglichen Signals arbeitet;
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines bekannten Decodierers zum
Decodieren von durch den in Fig. 7 gezeigten Codie
rer codierten Signalen; und
Fig. 9 eine beispielhafte Fenstersequenz mit einem Über
lappungsgrad von 50%.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Bestimmen eines Codierungs-Blockrasters, das
einem decodierten Signal zugrunde liegt. Das decodierte
Signal wird an einem Eingang 10 in die erfindungsgemäße
Vorrichtung eingespeist und gelangt in eine Einrichtung 11
zum Herausgreifen eines Abschnitts aus dem decodierten
Signal. Der durch die Einrichtung 11 herausgegriffene
Abschnitt wird in einer Einrichtung 12 in eine spektrale
Darstellung desselben umgesetzt. Die spektrale Darstellung
des herausgegriffenen Abschnitts wird dann in einer
Einrichtung 13 hinsichtlich eines vorbestimmten Kriteriums
bewertet, um ein Bewertungsresultat für den herausgegrif
fenen Abschnitt zu erhalten. Das Bewertungsresultat wird
dann in eine Einrichtung 14 zum Durchsuchen und Ausgeben
einer Mehrzahl von Bewertungsresultaten eingegeben, um an
einem Ausgang 15 der erfindungsgemäßen Vorrichtung das dem
decodierten Signal am Eingang 10 der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zugrunde liegende Codierungs-Blockraster auszu
geben. Die Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, arbeitet
iterativ, derart, daß die Einrichtung 11 zum Herausgreifen
abhängig von einem Abschnitt-Steuerungssignal 16 einen
Abschnitt des decodierten Signals herausgreifen kann, der
sich von einem vorher herausgegriffenen Abschnitt unter
scheidet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen
eines Codierungs-Blockrasters ist somit angeordnet, um eine
Mehrzahl von Abschnitten des decodierten Signals, die bei
verschiedenen Ausgangs-Abtastwerten beginnen, herauszu
greifen, umzusetzen und zu bestimmen, um eine Mehrzahl von
Bewertungsresultaten zu erhalten. Aus dieser Mehrzahl von
Bewertungsresultaten ermittelt dann die Einrichtung 14 den
herausgegriffenen Abschnitt, der dem Kriterium, das dem
Bewerten zugrunde liegt, am besten entspricht, bzw. der
abhängig vom Kriterium demselben am wenigsten entspricht, um
einen Hinweis auf das Codierungs-Blockraster zu geben.
Im nachfolgenden wird auf Fig. 3 Bezug genommen, um die
Struktur eines decodierten Signals am Eingang 10 der in Fig.
1 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung und die verschie
denen Codierungs-Blockraster-Versätze darzustellen. Das
decodierte Signal besteht generell aus einer Folge 30 von
zeitdiskreten Abtastwerten, die beispielsweise der in Fig. 8
gezeigte Decodierer an seinem Audioausgang 84 erzeugt hat.
Insbesondere besteht die Folge 30 von zeitdiskreten
Abtastwerten des decodierten Signals aus Abtastwerten 31a,
31b, 31c, 31d, . . . . In Fig. 3 ist ferner fett umrandet ein
Codierungsblock 32 von Abtastwerten eingezeichnet, welcher
die Codierungs-Blockrastereinteilung definiert, die dem
decodierten Signal 30 ursprünglich zugrunde liegt. Fig. 3
stellt den Fall dar, daß keine Überlappung verwendet wird,
während Fig. 9, auf die weiter unten eingegangen wird, eine
Fenstersequenz darstellt, die eine Überlappung von 50%
verwendet.
Das Codierungs-Blockraster ist im Sinne der vorliegenden
Beschreibung derart definiert, daß ein Codierungsblock die
Abtastwerte umfaßt, die durch eine Analyse-Fensterung aus
dem Strom von zeitlichen Abtastwerten herausgegriffen
werden. Die Anzahl der Abtastwerte in einem Codierungsblock
entspricht somit der Anzahl von Abtastwerten, die beim
Fenstern verwendet werden, oder anders ausgedrückt, der
Fensterlänge. Da in Fig. 3 keine Überlappung der zeitlichen
Fenster vorliegt, endet vor dem in Fig. 3 beispielhaft
eingezeichneten Codierungsblock 32 ein vorheriger Codie
rungsblock und beginnt am Ende des Codierungsblocks 32 ein
nachfolgender Codierungsblock.
Fig. 9 zeigt dagegen eine Fenstersequenz, bei der eine Über
lappung von 50% verwendet wird. Eine solche Fenstersequenz
kann bei MPEG-2 AAC auftreten. Entlang der Abszisse von Fig.
9 ist die Nummer eines diskreten Abtastwerts in einem Strom
von Abtastwerten aufgetragen. Entlang der Ordinate in Fig. 9
ist die relative Größe des Fensters aufgetragen, d. h. der
Faktor, mit dem ein Abtastwert beim Fenstern gewichtet wird.
Die Fenstersequenz in Fig. 9 umfaßt ein "langes" Fenster 90,
ein sog. Start-Fenster 92, eine Folge von acht "kurzen"
Fenstern 94, ein Stopp-Fenster 96 und wieder ein langes
Fenster 98.
Beim Standard MPEG-2-AAC kann ein Codierer, um stark
transiente Zeitsignale besser codieren zu können, von einem
langen Fenster auf eine Folge von acht kurzen Fenster
umschalten. Die Fenstersequenz in Fig. 9 ist somit dafür
geeignet, transiente Zeitsignale zwischen Abtastwert-Nr.
2560 und Abtastwert-Nr. 3584 zu verarbeiten.
Bei dem in Fig. 9 dargestellten Fall umfaßt ein langes
Fenster 2048 Abtastwerte, während ein kurzes Fenster 256
Abtastwerte umfaßt. Die acht kurzen Fenster 94 umfassen
genauso viel Abtastwerte wie ein langes Fenster 90 oder 98.
Darüberhinaus sind das Start-Fenster 92 und das Stopp-
Fenster 96 derart gewählt, daß nach einem Übergang der Fen
sterung mit langen Fenstern zu einer Fensterung mit kurzen
Fenstern und nach einem entgegengesetzten Übergang wieder
zurück zum Fenstern mit langen Fenstern das Codierungs-
Blockraster von n . (1024 Abtastwerte) beibehalten wird. Das
Codierungs-Blockraster ist hier also durch ein langes Fen
ster definiert, d. h. durch die Anzahl von Abtastwerten, die
ein langes Fenster umfaßt.
Bei einer Überlappung von 50% umfaßt im Falle einer Sequenz
von langen Fenstern jedes neue Fenster 50% der Abtastwerte,
die durch das vorherige Fenster gefenstert wurden, und 50%
"neu" herausgegriffene Abtastwerte. Wird eine höhere Über
lappung als 50% verwendet, so sinkt damit die Anzahl der
"neu" herausgegriffenen Abtastwerte in einem Codierungs
block, während die Anzahl der "alten" Abtastwerte ansteigt.
Die Gesamtanzahl der Abtastwerte pro Codierungsblock bleibt
hingegen gleich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen eines Codie
rungs-Blockrasters muß somit lediglich einen einzigen Codie
rungsblock des decodierten Signals ermitteln, da das Codie
rungs-Blockraster üblicherweise in einem Signal fest ist
und, auch wenn kurze Fenster verwendet werden, sich nicht
generell ändert.
In Fig. 3 sind ferner drei mögliche Ansteuerungen der Ein
richtung 11 (Fig. 1) zum Herausgreifen eingezeichnet, näm
lich eine erste Alternative 33 mit einem Versatz von einem
Abtastwert nach links, d. h. einem Versatz von -1, eine
zweite Alternative 34 mit einem Versatz von 0 und eine drit
te Alternative 35 mit einem Versatz von einem Abtastwert
nach rechts, d. h. mit einem Versatz von +1.
Im nachfolgenden wird auf Fig. 2 eingegangen, welche ein
Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens liefert. Zu
nächst wird über die Steuerleitung 16 (Fig. 1) ein erster
Versatz der Einrichtung 11 zum Herausgreifen mitgeteilt, d. h.
ein erster Offset wird gesetzt (Schritt 20). Daran an
schließend wird dieser durch den ersten Offset bestimmte Ab
schnitt, welcher bei einem Ausgangs-Abtastwert des decodier
ten Signals beginnt, durch die Einrichtung 12 in seine spek
trale Darstellung umgesetzt, d. h. es wird eine Spektralana
lyse dieses Abschnitts mit diesem Offset durchgeführt
(Schritt 21). Hierauf wird die spektrale Darstellung am Aus
gang der Einrichtung 12 (Fig. 1) in der Einrichtung 13 (Fig.
1) bewertet, d. h. es wird eine Bewertung des Spektrums
durchgeführt, um ein Bewertungsresultat zu erhalten (Sehritt
22). Dann wird in einem Schritt 23 ermittelt, ob alle ge
wünschten Offsets bereits durchfahren worden sind, d. h. ob
der Suchbereich durchlaufen ist. Ist dies nicht der Fall, d. h.
liefert die Entscheidung im Schritt 23 ein "Nein", so
wird in einem Schritt 24 über die Steuerleitung 16 der Ein
richtung 11 zum Herausgreifen ein neuer Offset mitgeteilt,
damit die Iterationsschleife mit diesem neuen Offset erneut
durchlaufen werden kann. Ist der Suchbereich dann durch
laufen, d. h. liefert die Entscheidung im Schritt 23 ein
"Ja", so werden die verschiedenen Bewertungsresultate durch
sucht, und es wird das Bewertungsresultat ermittelt, das
bezüglich der anderen Bewertungsresultate je nach Kriterium
entweder maximal oder minimal ist, um dann eine Identifika
tion des dem decodierten Signal zugrunde liegenden
Codierungs-Blockrasters auf der Basis des Abschnitts, der
das günstigste Bewertungsresultat hatte, in einem Schritt 25
auszugeben.
Im nachfolgenden wird auf die Fig. 4 bis 6 Bezug genom
men, um das durch die Einrichtung 13 durchgeführte Bewerten
bzw. den Schritt 22 von Fig. 2 näher zu erläutern. In den
Fig. 4 bis 6 ist entlang der Abszisse die Koeffizientennummer
aufgetragen. Die Fig. 4 bis 6 zeigen somit graphische
Darstellungen von Spektren, wenn die Koeffizientennummer mit
der Bandbreite eines Spektralkoeffizienten multipliziert
wird. Entlang der Ordinate der in Fig. 4 bis Fig. 6 gezeig
ten graphischen Darstellungen ist der absolute Betrag der
Spektralkoeffizienten in logarithmischer Darstellung
aufgetragen.
Insbesondere zeigt Fig. 4 die spektrale Darstellung eines
herausgegriffenen Abschnitts mit einem Versatz von minus
einem Abtastwert, was der Alternative 33 von Fig. 3 ent
spricht. Es ist ein deutlich verschmiertes Spektrum zu er
kennen, in dem keine sauber definierten Spektralkoeffizien
ten vorliegen, und in dem ferner lediglich eine recht ge
ringe Anzahl von Spektralkoeffizienten gleich 0 bzw. kleiner
als eine vorbestimmte Schwelle sind.
Zum Vergleich ist eine spektrale Darstellung eines heraus
gegriffenen Abschnitts dargestellt, der keinen Rasterversatz
hat, d. h. Alternative 34 von Fig. 3. Es ist ein deutlich
definiertes Spektrum zu erkennen, bei dem eine Vielzahl von
Spektrallinien aufgrund der Quantisierung in Abhängigkeit
von der psychoakustischen Maskierungsschwelle 0 bzw. sehr
klein sind, und bei dem ferner alle Spektrallinien eine sau
ber definierte Struktur haben.
In Fig. 6 schließlich ist eine spektrale Darstellung eines
herausgegriffenen Abschnitts dargestellt, welcher einen
Rasterversatz von plus einem Abtastwert hat, d. h. welcher
der dritten Alternative 35 von Fig. 3 entspricht. Es ist
deutlich zu erkennen, daß im Gegensatz zu Fig. 5 das Spek
trum in Fig. 6 wieder stark verschmiert ist.
Im nachfolgenden wird auf verschiedene Bewertungskriterien
näher eingegangen. Grundsätzlich kann als Kriterium jede Ei
genschaft des in Fig. 5 gezeigten Spektrums verwendet wer
den, die sich von einer Eigenschaft der in Fig. 4 und 6 ge
zeigten Spektren unterscheidet. Am dominantesten sichtbar
ist, daß bei dem in Fig. 5 gezeigten Spektrum, dem kein Ra
sterversatz zugrunde liegt, eine große Anzahl von Spektral
linien kleiner als z. B. 30 dB ist, d. h. etwa 70 dB unter
halb der signifikanten Spektralkoeffizienten liegt. Anders
ausgedrückt ist eine große Anzahl der Spektrallinien gleich
0 bzw. kleiner als 30 dB. Als Kriterium kann hier somit ein
einfaches Abzählen der Spektrallinien gleich 0 verwendet
werden, um als Bewertungsresultat die von 0 verschiedenen
Spektrallinien eines herausgegriffenen Abschnitts zu verwen
den.
Der Abschnitt mit der geringsten Anzahl von von 0 verschie
denen Spektralwerten bzw. der größten Anzahl von Spektral
linien gleich 0 wäre dann der Abschnitt, der von dem Aus
gangs-Abtastwert des decodierten Signals startet (hier der
Abtastwert 31c von Fig. 3), der auch der erste Abtastwert
des beim Codieren des ursprünglichen Signals verwendeten
Analyse-Fensters ist. Hier liegt daher kein Rasterversatz
vor.
Alternativ kann als vorbestimmtes Kriterium auch eine Ent
scheidungsschwelle verwendet werden, um als Bewertungs
resultat entweder die Spektralwerte mit einem Betrag ober
halb der Schwelle oder einem Betrag unterhalb der Schwelle
auszugeben.
Alternativ kann ein vorbestimmtes Kriterium zum Bestimmen
des korrekten Codierungs-Blockrasters auch auf der Auswer
tung der schnellen bzw. abrupten Schwankung der z. B. loga
rithmischen Amplitude der Spektralkoeffizienten basieren. Im
Mittel wird die quadrierte Differenz zwischen zwei Spektral
koeffizienten in den Fig. 4 und 6 (mit Rasterversatz) nie
driger sein als in Fig. 5 (ohne Rasterversatz). Wie im
ersten Beispiel kann auch hier eine Entscheidungsschwelle
verwendet werden, um als Bewertungsresultat eine "Schwan
kungsgeschwindigkeit" des Spektrums mit einem Betrag ober
halb der Schwelle oder einem Betrag unterhalb der Schwelle
auszugeben.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß ein Spektrum,
wie es in Fig. 5 gezeigt ist, nur sichtbar wird, wenn neben
dem korrekten Rasterversatz auch die Parameter der Analyse
filterbank 71 (Fig. 7) übereinstimmen. Solche Parameter sind
beispielsweise der Filterbanktyp (z. B. DFT, DCT, MDCT), die
Codierungs-Blocklänge und die Fensterform. Bei dem in den
Fig. 4 bis 6 gezeigten Beispiel wurde beispielsweise eine
Filterbank nach MPEG-2 AAC, als Fensterform ein KBD-Fenster
(KBD = Kaiser-Bessel-Derived) und als Codierungs-Blocklänge
ein langer Block (Only-Long-Sequence) angesetzt.
Oft liegt der Fall tatsächlich so, daß es von vornherein vom
decodierten Signal bekannt ist, daß es gemäß MPEG-2 AAC co
diert und wieder decodiert worden ist. Selbst wenn dies auch
nicht bekannt ist, kann das an sich iterative Konzept gemäß
der vorliegenden Erfindung, wie es in den Fig. 1 und 2 dar
gestellt ist, ohne weiteres modifiziert werden, derart, daß
auch die Einrichtung 12 zum Umsetzen in die spektrale Dar
stellung (Fig. 1) iterativ betrieben wird, um der Umsetzung
in die spektrale Darstellung unterschiedliche Umsetzungspa
rameter zugrunde zu legen, um in einer doppelten Iterations
schleife in Verbindung mit der Steuerung des Abschnitt, der
herausgegriffen wird, neben dem Codierungs-Blockraster auch
den verwendeten Codieralgorithmus zu eruieren. Es wird
darauf hingewiesen, daß immer nur eine begrenzte Anzahl von
Codierer-Kandidaten praktisch relevant ist, weshalb das er
findungsgemäße Konzept auch dann in begrenzter Zeit zu einem
Ergebnis kommt, wenn auch der Codierer, der das vorliegende
decodierte Signal erzeugt hat, noch unbekannt ist.
Allgemein genügt, wie es bereits ausgeführt worden ist, die
Ermittlung eines einzigen Codierungsblocks 32 (Fig. 3), um
das gesamte Codierungs-Blockraster, das dem decodierten
Signal zugrunde liegt, generell zu ermitteln. Um auch die
Umschaltung von langen Codierungsblöcken auf kurze Codie
rungsblöcke bzw. vielleicht sogar auf andere Rastereintei
lungen nachvollziehen zu können, kann das erfindungsgemäße
Verfahren dahingehend modifiziert werden, daß die Länge ei
nes Abschnitts, welche der Einrichtung 11 zum Herausgreifen
mitzuteilen ist, ebenfalls variiert wird, um das in Fig. 2
gezeigte iterative Verfahren für verschiedene Codierungs-
Blocklängen zu wiederholen. Wenn kurze Fenster verwendet
werden, wird dies auch den Einrichtungen 12 und 13 mitge
teilt. Somit kann aus einigen gefundenen Rasterpunkten das
gesamte Raster extrapoliert werden oder aber, wie es am
Beispiel der kurzen Codierungsblöcke gezeigt wurde, sogar in
seine eventuell vorhandenen Feinstrukturen aufgeschlüsselt
werden.
Wurden bei der Codierung, die dem decodierten Signal zu
grunde liegt, zusätzliche Codierungs-"Tools" verwendet, so
können durch eine erweiterte Suche bzw. durch zusätzliche
Berechnungen auch diese Konfigurationen bestimmt werden.
Falls bei der Erzeugung des decodierten Signals eine M/S-
Stereocodierung (J. D. Johnston, A. J. Ferreira: "Sum-
Difference Stereo Transform Coding", IEEE ICASSP 1992, S.
569-571), die auch als Mitte/Seite-Codierung oder als
Summen/Differenz-Codierung bezeichnet wird, eingesetzt wor
den ist, wird das oben beschriebene iterative Bestimmen des
Codierungs-Blockrasters nicht auf das decodierte Signal
selbst ausgeführt, sondern auf die Summe oder Differenz der
Spektralwerte. Zeigt sich dann beispielsweise eine signifi
kante Zahl von verschwindenden (Summen- und Differenz-)
Spektralkoeffizienten, so wird auf eine M/S-Codierung ge
schlossen, und eventuell folgende Rechnungen werden dann mit
den Summen- und Differenz-Spektralkoeffizienten ausgeführt.
Hier kann das vorbestimmte Kriterium dahingehend modifiziert
werden, daß Einzelkriterien des Summen-Signals und des Dif
ferenz-Signals auf geeignete Art miteinander gewichtet wer
den, so daß das vorbestimmte Kriterium sowohl auf dem Sum
men-Signal als auch auf dem Differenz-Signal aufbaut.
Falls bei der Erzeugung des decodierten Signals eine TNS-
Codierung (TNS = Temporal Noise Shaping = zeitliche Rauschformung)
(J. Herre, J. D. Johnston: "Enhancing the Per
formance of Perceptual Audio Coders by Using Temporal Noise
Shaping (TNS)) eingesetzt worden ist, kann das Codierungs-
Blockraster anhand der "niederfrequenten" Spektralkoeffi
zienten bestimmt werden, welche üblicherweise nicht einer
TNS-Codierung unterzogen werden. Normalerweise werden Spek
tralkoeffizienten unter 1 kHz nicht einer TNS-Codierung un
terzogen. Dieser Wert kann jedoch selbstverständlich von
Fall zu Fall variieren.
Obwohl das erfindungsgemäße Konzept zum Bestimmen eines Co
dierungs-Blockrasters anhand eines Audio-Codierkonzepts be
schrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, daß dieses
Konzept ebenfalls auf Videocodierer anwendbar ist. Das er
findungsgemäße Konzept ist generell auf sämtliche Codieral
gorithmen für sämtliche Signale anwendbar, wenn diese Co
dieralgorithmen die Eigenschaft haben, daß sie auf einer
spektralen Darstellung des zu codierenden Signals aufbauen.
Immer wenn dies der Fall ist, kann für verschiedene Codie
rungs-Blockrastereinteilungen für das decodierte Signal eine
spektrale Darstellung des herausgegriffenen Abschnitts er
zeugt werden, um dann die spektrale Darstellung hinsichtlich
eines vorbestimmten Kriteriums zu bewerten.
Schließlich sei angemerkt, daß die erfindungsgemäße Vorrich
tung zum Bestimmen eines Codierungs-Blockrasters nicht unbe
dingt seriell arbeiten muß, derart, daß ein Bewertungsre
sultat nach dem anderen erzeugt wird, d. h. daß über die
Steuerleitungen 16 (Fig. 1) die Einrichtung 11 zum Heraus
greifen gesteuert wird, um nach und nach immer einen bei
spielsweise um 1 verschobenen Abschnitt herauszugreifen. Je
nach Implementationsrandbedingungen kann die erfindungsge
mäße Vorrichtung auch vollständig oder teilweise parallel
implementiert sein, so daß beispielsweise 1024 Bewertungsre
sultate in einem Bearbeitungsdurchgang erzeugt werden. Auch
gemischte Seriell/Parallel-Optionen sind möglich, so daß
beispielsweise acht Parallelzweige existieren, welche dann
entsprechend oft seriell arbeiten, um einen gesamten Suchbereich
abdecken zu können.
An dieser Stelle sei auch darauf hingewiesen, daß nicht im
mer unbedingt ein ganzer vorbestimmter Suchbereich durchlau
fen werden muß. Wenn, wie im vorliegenden Fall, die Unter
scheidung zwischen dem Spektrum ohne Rasterversatz und einem
Spektrum mit einem minimalen Rasterversatz so deutlich mög
lich ist, kann die Iteration, die in Fig. 2 dargestellt ist,
auch bereits dann abgebrochen werden, wenn ein vorbestimmtes
Kriterium erfüllt ist, da eigentlich kein Zweifel mehr daran
besteht, daß es sich bei dem hier getesteten herausgegrif
fenen Abschnitt um einen Abschnitt handelt, der zu dem ur
sprünglichen Codierungs-Blockraster synchron ist.
Außerdem sei angemerkt, daß das Codierungs-Blockraster durch
eine beliebige Definition identifiziert werden kann, und
nicht nur durch den Anfangs-Abtastwert eines Codierungs
blocks. Selbstverständlich kann jeder Abtastwert eines
Codierungsblocks von Abtastwerten dazu verwendet werden, um
das Codierungs-Blockraster zu definieren. Schließlich kann
das Codierungs-Blockraster auch abweichend von der Anzahl
von Abtastwerten pro Fenster definiert werden, derart, daß
zwei Rasterpunkte des Codierungs-Blockrasters um die z. B.
zweifache Anzahl von Abtastwerten eines Fenster voneinander
beabstandet sind.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Bestimmen eines Codierungs-Blockra
sters, das einem decodierten Signal zugrunde liegt,
wobei das decodierte Signal durch Codierung und Deco
dierung gemäß einem Codieralgorithmus mit einem Codie
rungs-Blockerzeugungsschritt, einem Umsetzungsschritt
und einem Datenreduzierungsschritt aus einem ursprüng
lichen Signal erzeugt ist, wobei der Codierungs-Block
erzeugungsschritt des Codieralgorithmus darin besteht,
das ursprüngliche Signal gemäß dem Codierungs-Block
raster in Codierungsblöcke mit einer bestimmten Anzahl
von zeitdiskreten Signalwerten zu unterteilen, wobei
der Umsetzungsschritt darin besteht, aus einem Codie
rungsblock eine spektrale Darstellung desselben zu er
zeugen, und wobei der Datenreduzierungsschritt darin
besteht, Informationen aus der spektralen Darstellung
des ursprünglichen Signals zu entfernen, mit folgenden
Merkmalen:
einer Einrichtung (11) zum Herausgreifen eines Ab schnitts des decodierten Signals, der bei einem Aus gangs-Abtastwert des decodierten Signals beginnt;
einer Einrichtung (12) zum Ausführen des Umsetzungs schritts auf den Abschnitt des decodierten Signals, um eine spektrale Darstellung des Abschnitts zu liefern;
einer Einrichtung (13) zum Bewerten der spektralen Dar stellung des Abschnitts hinsichtlich eines vorbestimm ten Kriteriums, um ein Bewertungsresultat für den Ab schnitt zu erhalten,
wobei die Vorrichtung zum Bestimmen eines Codierungs- Blockrasters ferner angeordnet ist, um eine Mehrzahl von Abschnitten des decodierten Signals, die bei ver schiedenen Ausgangs-Abtastwerten beginnen, herauszu greifen, umzusetzen und zu bewerten, um eine Mehrzahl von Bewertungsresultaten zu erhalten; und
einer Einrichtung (14) zum Durchsuchen der Bewertungs resultate und zum Ausgeben einer Identifikation für das Codierungs-Blockraster, das dem decodierten Signal zu grunde liegt, auf der Basis des Abschnitts, der ein be züglich anderer Bewertungsresultate extremes Bewer tungsresultat hat.
einer Einrichtung (11) zum Herausgreifen eines Ab schnitts des decodierten Signals, der bei einem Aus gangs-Abtastwert des decodierten Signals beginnt;
einer Einrichtung (12) zum Ausführen des Umsetzungs schritts auf den Abschnitt des decodierten Signals, um eine spektrale Darstellung des Abschnitts zu liefern;
einer Einrichtung (13) zum Bewerten der spektralen Dar stellung des Abschnitts hinsichtlich eines vorbestimm ten Kriteriums, um ein Bewertungsresultat für den Ab schnitt zu erhalten,
wobei die Vorrichtung zum Bestimmen eines Codierungs- Blockrasters ferner angeordnet ist, um eine Mehrzahl von Abschnitten des decodierten Signals, die bei ver schiedenen Ausgangs-Abtastwerten beginnen, herauszu greifen, umzusetzen und zu bewerten, um eine Mehrzahl von Bewertungsresultaten zu erhalten; und
einer Einrichtung (14) zum Durchsuchen der Bewertungs resultate und zum Ausgeben einer Identifikation für das Codierungs-Blockraster, das dem decodierten Signal zu grunde liegt, auf der Basis des Abschnitts, der ein be züglich anderer Bewertungsresultate extremes Bewer tungsresultat hat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung
(13) zum Bewerten angeordnet ist, um als vorbestimmtes
Kriterium die Anzahl von Spektralkoeffizienten der
spektralen Darstellung zu verwenden, die kleiner als
ein vorbestimmter Schwellenwert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung
(13) zum Bewerten angeordnet ist, um als vorbestimmtes
Kriterium ein Maß für eine Schwankung von vorzugsweise
logarithmierten Amplituden von Spektralkoeffizienten
der spektralen Darstellung zu verwenden.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Einrichtung (13) zum Bewerten angeordnet
ist, um lediglich einen Abschnitt der spektralen Dar
stellung von der kleinsten Frequenz bis zu einer Grenz
frequenz hinsichtlich des Kriteriums zu untersuchen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der der Codieralgorithmus einer einer Mehrzahl von
verschiedenen Codieralgorithmen ist, und bei der die
Einrichtung zum Ausführen des Umsetzungsschritts ferner
folgende Merkmale aufweist:
eine Speichereinrichtung zum Speichern eines eigenen Satzes von Codierparametern für jeden Codieralgorith mus, wobei der Satz von Codierparametern gewählt ist, um zumindest den Umsetzungsschritt des entsprechenden Codieralgorithmus zu definieren; und
eine Einrichtung zum Abrufen eines anderen Satzes von Codierparametern von der Speichereinrichtung, um für einen weiteren Codieralgorithmus Bewertungsresultate zu liefern.
eine Speichereinrichtung zum Speichern eines eigenen Satzes von Codierparametern für jeden Codieralgorith mus, wobei der Satz von Codierparametern gewählt ist, um zumindest den Umsetzungsschritt des entsprechenden Codieralgorithmus zu definieren; und
eine Einrichtung zum Abrufen eines anderen Satzes von Codierparametern von der Speichereinrichtung, um für einen weiteren Codieralgorithmus Bewertungsresultate zu liefern.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Satz von Co
dierparametern für einen Codieralgorithmus eine demsel
ben zugrunde liegende Filterbank sowie ein von demsel
ben verwendetes Fenster zur Codierungs-Blockbildung de
finiert.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der das decodierte Signal ein Stereosignal ist, wo
bei die Vorrichtung ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zur Stereo-Verarbeitung des decodier ten Signals, um zumindest ein verarbeitetes Stereosi gnal zu liefern.
eine Einrichtung zur Stereo-Verarbeitung des decodier ten Signals, um zumindest ein verarbeitetes Stereosi gnal zu liefern.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Einrichtung
zur Stereoverarbeitung eine Mitte/Seite-Verarbeitung
durchführt, derart, daß die Einrichtung zum Umsetzen
(12) zumindest entweder auf ein Mitte-Signal oder auf
ein Seite-Signal wirksam ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Schreibeinrichtung, die mit der Einrichtung (14) zum Durchsuchen und Ausgeben gekoppelt ist, um das de codierte Signal mit einer Markierung zu versehen, die zumindest Codierungs-Blockrasterinformationen umfaßt.
eine Schreibeinrichtung, die mit der Einrichtung (14) zum Durchsuchen und Ausgeben gekoppelt ist, um das de codierte Signal mit einer Markierung zu versehen, die zumindest Codierungs-Blockrasterinformationen umfaßt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
die angeordnet ist, um als decodiertes Signal ein
Audiosignal oder ein Videosignal zu verarbeiten, wobei
der Datenreduzierungsschritt im Falle des Audiosignals
eine Quantisierung in Abhängigkeit eines psychoakusti
schen Modells und im Falle eines Videosignals eine
Quantisierung in Abhängigkeit eines psychooptischen
Modells umfaßt.
11. Verfahren zum Bestimmen eines Codierungs-Blockrasters,
das einem decodierten Signal zugrunde liegt, wobei das
decodierte Signal durch Codierung und Decodierung gemäß
einem Codieralgorithmus mit einem Codierungs-Blocker
zeugungsschritt, einem Umsetzungsschritt und einem Da
tenreduzierungsschritt aus einem ursprünglichen Signal
erzeugt ist, wobei der Codierungs-Blockerzeugungs
schritt des Codieralgorithmus darin besteht, das ur
sprüngliche Signal gemäß dem Codierungs-Blockraster in
Codierungsblöcke mit einer bestimmten Anzahl von zeit
diskreten Signalwerten zu unterteilen, wobei der Umset
zungsschritt darin besteht, aus einem Codierungsblock
eine spektrale Darstellung desselben zu erzeugen, und
wobei der Datenreduzierungsschritt darin besteht, In
formationen aus der spektralen Darstellung des ur
sprünglichen Signals zu entfernen, mit folgenden
Schritten:
Herausgreifen (11) eines Abschnitts des decodierten Si gnals, der bei einem Ausgangs-Abtastwert des decodier ten Signals beginnt;
Ausführen (12) des Umsetzungsschritts auf den Abschnitt des decodierten Signals, um eine spektrale Darstellung des Abschnitts zu liefern;
Bewerten (13) der spektralen Darstellung des Abschnitts hinsichtlich eines vorbestimmten Kriteriums, um ein Be wertungsresultat für den Abschnitt zu erhalten,
wobei die Schritte des Herausgreifens (11), Ausführens (12) und Bewertens (13) eine Mehrzahl von Malen ausge führt werden, um eine Mehrzahl von Abschnitten des decodierten Signals, die bei verschiedenen Ausgangs-Ab tastwerten beginnen, herauszugreifen, umzusetzen und zu bewerten, um eine Mehrzahl von Bewertungsresultaten zu erhalten; und
Durchsuchen (14) der Bewertungsresultate und zum Aus geben einer Identifikation für das Codierungs-Block raster, das dem decodierten Signal zugrunde liegt, auf der Basis des Abschnitts, der ein bezüglich anderer Bewertungsresultate extremes Bewertungsresultat hat.
Herausgreifen (11) eines Abschnitts des decodierten Si gnals, der bei einem Ausgangs-Abtastwert des decodier ten Signals beginnt;
Ausführen (12) des Umsetzungsschritts auf den Abschnitt des decodierten Signals, um eine spektrale Darstellung des Abschnitts zu liefern;
Bewerten (13) der spektralen Darstellung des Abschnitts hinsichtlich eines vorbestimmten Kriteriums, um ein Be wertungsresultat für den Abschnitt zu erhalten,
wobei die Schritte des Herausgreifens (11), Ausführens (12) und Bewertens (13) eine Mehrzahl von Malen ausge führt werden, um eine Mehrzahl von Abschnitten des decodierten Signals, die bei verschiedenen Ausgangs-Ab tastwerten beginnen, herauszugreifen, umzusetzen und zu bewerten, um eine Mehrzahl von Bewertungsresultaten zu erhalten; und
Durchsuchen (14) der Bewertungsresultate und zum Aus geben einer Identifikation für das Codierungs-Block raster, das dem decodierten Signal zugrunde liegt, auf der Basis des Abschnitts, der ein bezüglich anderer Bewertungsresultate extremes Bewertungsresultat hat.
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