DE69401512T2

DE69401512T2 - Hybride adaptive bitzuteilung für audiokoder und -dekoder

Info

Publication number: DE69401512T2
Application number: DE69401512T
Authority: DE
Inventors: Grant Davidson; Mark Davis; Louis Fielder; Brian Link; Craig Todd
Original assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Current assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Priority date: 1993-07-16
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2014-07-15
Also published as: WO1995002928A1; JP3804968B2; EP0709004B1; CA2164964C; SG54317A1; DK0709004T3; EP0709004A1; ATE147908T1; DE69401512D1; US5632003A; AU7362194A; CA2164964A1; JPH09500772A; SG47116A1; ES2097057T3; AU677856B2

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich insgesamt auf das Codieren und Decodieren von Information, etwa Audiomformation, mit niedriger Bitrate. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung adaptive Bit- Zuteilung und Quantisierung codierter Information, die bei Codiersystemen hoher Qualität mit niedriger Bitrate nützlich sind.

Hintergrund

Bei auf dem Gebiet der Audio- und Videosignaverarbeitung Beschäftigten besteht beträchtliches Interesse an einer Minimierung der Informationsmenge, die nötig ist für die Darstellung eines Signals ohne wahrnehmbaren Verlust an Signalqualität. Durch Reduzieren der Informations- Erfordernisse werden Übermittlungskanälen und Speicherträgern durch die Signale niedrigere Informationskapazitäts-Erfordernisse auferlegt.
Für Digitalsignale, welche Signalabtastwerte aufweisen, die mit weniger binären Bits codiert sind, ergeben sich geringere Kapazitäts-Erfordernisse für die Informationsübertragung als im Fall von Digitalsignalen, die unter Verwendung einer größeren Anzahl Bits zur Darstellung des Signals codiert sind. Natürlich gibt es Grenzen, bis zu denen die Reduktion getrieben werden kann, ohne die wahrgenommene Signaqualität zu verschlechtern.
Die Anzahl der für die Darstellung jedes Signalabtastwertes verfügbaren Bits legt die Genauigkeit der Signaldarstellung durch die codierten Signalabtastwerte fest. Niedrigere Bitraten bedeuten, daß weniger Bits verfügbar sind, um jeden Abtastwert wiederzugeben. Deshalb bedeuten niedrigere Bitraten implizit größere Quantisierungs-Ungenauigkeiten oder Quantisierungsfehler. In vielen Anwendungsfällen zeigen sich Quantisierungsfehler als Quantisierungsrauschen, und wenn die Fehler groß genug werden, wird durch das Quantisierungsrauschen die subjektive Qualität des codierten Signals verschlechtert.
Mit verschiedenen "Teilband"-Codiertechniken wird versucht, Informations-Erfordernisse ohne irgendeine wahrnehmbare Verschlechterung zu verringern, indem verschiedene Psychowahrnehmungswirkungen ausgenutzt werden. So zeigt bei Audioanwendungsfällen das menschliche Gehör beispielsweise Frequenzanalyseeigenschaften, die denen stark asymmetrisch abgestimmter Filter gleichen, die variable Mittenfrequenzen und Bandbreiten haben, welche sich in Funktion der Mittenfrequenz ändern. Die Fähigkeit des menschlichen Gehörs zur Wahrnehmung einzelner Töne nimmt im allgemeinen mit zunehmender Frequenzdifferenz zwischen den Tönen zu. Jedoch bleibt die Auflösungsfähigkeit des menschlichen Gehörs für Frequenzunterschiede unterhalb der Bandbreite der oben genannten Filter im wesentlichen konstant. Folglich unterscheidet sich die Frequenzauflösungsfähigkeit des menschlichen Gehörs entsprechend der Bandbreite dieser Filter über das Hörspektrum hinweg. Die effektive Bandbreite eines solchen Hörfilters wird als "kritisches Band" bezeichnet. Es ist wahrscheinlicher, daß ein dominantes Signal innerhalb eines kritischen Bandes die Hörbarkeit anderer Signale irgendwo innerhalb diese kritischen Bandes überdeckt (maskiert), als daß es andere Signale mit Frequenzen außerhalb diese kritischen Bandes maskiert. Siehe insgesamt die Veröffentlichung Audio Engineering Handbook, K. Blair Benson ed., McGraw-Hill, San Francisco, 1988, SS. 1.40-1.42 und 4.8- 4.10.
Audio-Teilband-Codiertechniken, welche die Nutzsignal-Bandbreite in Frequenzbänder unterteilen, deren Bandbreiten nicht breiter als die kritischen Bänder des menschlichen Gehörs annähern, können psychoakustische Effekte besser ausnutzen als Techniken mit breiteren Bändern. Zu solchen digitalen Teilband-Codiertechniken gehört das Unterteilen der Signalbandbreite mit einer Filterbank, das Quantisieren des von jedem Filterband weitergegebenen Signals unter Verwendung von gerade so viel Bits, daß das Quantisierungsrauschen unhörbar wird und das Rekonstruieren einer Wiedergabe des ursprünglichen Signals mit einer Umkehrfilterbank. Zwei dieser Techniken sind das Teilband-Codieren und das Transformations-Codieren. Teilband- und Transformations-Codierer können übermittelte Informationen in bestimmten Frequenzbändern verringern, wo das resultierende Quantisierungsrauschen psychoakustisch von benachbarten Spektralkomponenten überdeckt ist, ohne daß die subjektive Qualität des codierten Signals darunter leidet.
Teilband-Codierer können irgendeines verschiedener digitaler Verfahren zum Verwirklichen einer Filterbank mit digitalen Filtern anwenden. Bei solchen Codierern wird ein Eingangssignal, welches Signalabtastwerte aufweist, durch eine Bank digitaler Filter geleitet, und jedes von einem jeweiligen Filter in der Filterbank durchgelassene "Teilbandsignal" wird entsprechend der Bandbreite des Filters dieses Teilbandes abwärtsgetastet. Jedes Teilbandsignal weist Abtastwerte auf, die einen Teil des Eingangssignalspektrums darstellen.
Digitale Transformations-Codierer können zur Verwirklichung einer Bank digitaler Filter eine von verschiedenen sogenannten Transformationen von der Zeitdomäne zur Frequenzdomäne benutzen. Ein Signal-Abtastwerte aufweisendes Eingangssignal wird vor dem Filtern in Signal- Abtastwertblöcke aufgeteilt. Einzelne von der Transformation erhaltene Koeffizienten oder zwei oder mehr einander benachbarte, zu einer Gruppe zusammengeschlossene Koeffizienten bestimmen Vuteilbänderuv, deren effektive Bandbreiten Summen einzelner Transformationskoeffizienten-Bandbreiten sind.
In der ganzen folgenden Erörterung betrifft der Ausdruck "Teilband-Codierer" Teilband-Codierer, Transformations-Codierer sowie weitere Teilband-Codiertechniken, die Teile der Nutzsignal- Bandbreite bearbeiten. Die Ausdruck Vuteilbanduv bezieht sich auf diese Teile der Nutzsignal- Bandbreite, gleichgültig ob mittels eines wahren Teilband-Codierers, eines Transformations- Codierers oder eines sonstigen Verfahrens verwirklicht.
Der Ausdruck "Teilband-Information" bezieht sich auf die teilband-gefilterte Darstellung der Spektralenergie über die Nutzsignal-Bandbreite. Der Ausdruck "Teilband-Informationsblock" bezieht sich auf die Teilband-Information für ein gegebenes Intervall oder einen Zeitblock. Für Teilband-Codierer, die durch eine digitale Filterbank verwirklicht sind, weist ein Teilband-Informationsblock den Satz Abtastwerte für alle Teilbandsignale über ein gegebenes Zeitintervall auf. Für Transformations-Codierer weist ein Teilband-Informationsblock den Satz aller Transformationskoeffizienten auf, die einem Signal-Abtastwertblock entsprechen.
Wie schon gesagt, bieten viele Teilband-Codierer, welche sich psychoakustische Grundsätze zunutze machen, ein Codieren von hoher Qualität mit niedrigen Bitraten durch Anwenden einer Filterbank auf ein Eingangssignal zwecks Erzeugung von Teilband-Information, Quantisieren jedes Elements der Teilband-Information unter Verwendung einer diesem Element zugeteilten Anzahl Bits, so daß das resultierende Quantisierungsrauschen unhörbar ist aufgrund psychoakustischer Maskierungseffekte, und Zusammensetzen der quantisierten Information zu einer zum Übertragen oder Speichern geeigneten Form.
Von einem komplementären Teilbanddecodierer wird eine Wiedergabe des ursprünglichen Eingangssignals durch Extrahieren quantisierter Information aus einem codierten Signal, Dequantisieren der quantisierten Information zum Erhalt von Teilband-Information und Anwenden einer Umkehrfilterbank (inverse Filterbank) auf die Teilband-Information zum Erzeugen der Wiedergabe des ursprünglichen Eingangssignals wiedergewonnen.
Die Anzahl zum Quantisieren jedes Elements von Teilband-Information zugeteilter Bits muß dem Decodierer zur Verfügung stehen, um eine genaue Dequantisierung der Teilband-Information zu erlauben. Ein "vorwärts-adaptiver" Codierer gibt ausdrückliche (explizite) Zuteilungsinformation oder "Seiteninformation" an einen Decodierer weiter. Ein "rückwärts-adaptiver" Codierer gibt implizite statt explizite Zuteilungsinformation weiter, was es einem Decodierer erlaubt, Zuteilungsinformation anhand des codierten Signals selbst zu bestimmen.
Bei einem Ausführungsbeispiel bereitet ein rückwärts-adaptiver Audiocodierer eine Schätzung der Spektralhüllkurve des Eingangssignals vor, legt Zuteilungsinformation dadurch fest, daß an die Hüllkurvenschätzung eine Zuteilungsfunktion angelegt wird, skaliert Audiomformation unter Verwendung von Elementen der Hüllkurvenschätzung als Skalierungsfaktoren, quantisiert die skalierte Audioinformation gemäß der festgelegten Zuteilungsfunktion und setzt die quantisierte Information und die Hüllkurvenschätzung zu einem codierten Signal zusammen. Ein rückwärtsadaptiver Decodierer extrahiert die Hüllkurvenschätzung und quantisierte Information aus dem codierten Signal, legt eine Zuteilungsfunktion durch Anlegen der gleichen Zuteilungsfunktion wie der vom Codierer benutzten an die Hüllkurvenschätzung fest, dequantisiert die quantisierte Information und kehrt die Skalierung der Audiomformation um. Skalierung wird zur Erhöhung des Dynamikbereiches von Information verwendet, die durch die beschränkte Anzahl von Bits, die für die Quantisierung verfügbar sind, darstellbar ist. Zwei Beispiele eines rückwärts-adaptiven Codierer/Decodierersystems sind in den US-Patenten 4,790,016 und 5,109,417 offenbart.
Einerseits sind rückwärts-adaptive Techniken in vielen Codiersystemen mit niedriger Bitrate reizvoll, weil keine Bits zur Weitergabe von Seiteninformation erforderlich sind. Der Decodierer schafft die Zuteilungsinformation neu durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion.
Andererseits sind vorwärts-adaptive Techniken in vielen Codiersystemen hoher Qualität deshalb reizvoll, weil der Decodierer keine Zuteilungsfunktion durchzuführen braucht, um Zuteilungsinformation festzulegen. Als Folge kann ein vorwärts-adaptiver Decodierer vom Rechenaufwand her weniger komplex sein und braucht der vom Codierer durchgeführten Zuteilungsfunktion keinerlei Einschränkungen aufzuerlegen. Bei rückwärts-adaptiven Systemen muß der Codierer muß eine Zuteilungsfunktion verwenden, die mit der vom Decodierer benutzten identisch oder mindestens genau gleichwertig ist, denn sonst ist eine exakte Dequantisierung im Decodierer nicht gewährleistet. Codierer in vorwärts-adaptiven Codiersystemen, können daher verbesserte Zuteilungsfunktionen einsetzen, ohne sich groß um die Beibehaltung der Kompatibilität mit vorhandenen Decodierern zu kümmern.
Bei rückwärts-adaptiven Systemen verursacht jegliche Einschränkung hinsichtlich der Decodiererkomplexität verursacht üblicherweise Einschränkungen der Komplexität der Zuteilungsfunktion sowohl für den Codierer als auch den Decodierer, wodurch die Gesamtleistung des Codierer/Decodierersystems begrenzt wird. Vorwärts-adaptive Systeme können die Beschränkung jedoch vermeiden, weil im Decodierer keine Zuteilungsfunktion erforderlich ist. Die in einem Codierer benutzte Zuteilungsfunktion kann das Ergebnis einer unabhängigen Wahl bei der Auslegung sein.
Die Fähigkeit zu einem Upgrade [Ersatz durch eine Weiterentwicklung] der Zuteilungsfunktion in einem Codierer durch eine weiterentwickelte zu ersetzen ist wichtig. Mit Abnahme der Kosten für digitales Rechnen infolge des Fortschritts der Technik werden zunehmend höher entwickelte Zuteilungsfunktionen wirtschaftlich durchführbar. Durch Verbesserung des Entwicklungsniveaus von Zuteilungsfunktionen können Bitraten bei gegebener Signaqualität verringert werden, oder es kann die Signalqualität bei gegebener Bitrate verbessert werden. Die Fähigkeit zum Upgrade einer Zuteilungsfunktion ist bei einem rückwärts-adaptiven System im wesentlichen nicht gegeben, bei einem vorwärts-adaptiven System aber wenigstens theoretisch möglich. Dessenungeachtet kann diese Fähigkeit bei verschiedenen vorwärts-adaptiven Systemen stark beschränkt sein. Ein Beispiel eines vorwärts-adaptiven Sprachcodiersystems, welches den Upgrade der Zuteilungsfunktion stark begrenzt, ist in EP 0 141 520 offenbart. Der offenbarte Sprachcodierer wählt adaptiv unter drei Bit-Zuteilungsmustern aus und gibt einen Hinweis bezüglich der gewählten Strategie als Seiteninformation an einen Decodierer. Alle drei Zuteilungsmuster müssen dem Decodierer bekannt sein, wodurch es ihm ermöglicht wird, das geeignete Zuteilungsmuster aus der Seiteninformation abzuleiten. Auf der anderen Seite verringert diese Codiertechnik wesentlich die Menge an Seiteninformation, die zur Weiterleitung von Zuteilungsinformation erforderlich ist, beschränkt aber andererseits den Codierer auflediglich solche Zuteilungsfunktionen, die eines der drei dem Decodierer bekannten Zuteilungsmuster erzeugen. Ein vorwärts-adaptives System, welches komplette Zuteilungsinformation ausdrücklich weitergibt, wie das oben beschriebene, bietet beträchtliche Freiheit zum Upgrade der Zuteilungsfunktion.
Trotz dieses Vorteils sind jedoch solche vorwärts-adaptiven Codiersysteme in vielen Anwendungsfällen mit niedriger Bitrate unter Umständen deshalb ungeeignet, weil sie eine bedeutsame Anzahl von Bits für das Übermitteln von Seiteninformationen erfordern. Insgesamt werden sogar mehr Bits für das Übermitteln von Seiteninformationen benötigt, wenn man versucht, mit Zuteilungsfunktionen die Codierleistung dadurch zu verbessern, daß das Spektrum in schmalere und deshalb zahlreichere Bänder unterteilt wird. Außerdem stellt die Anzahl der als Träger dieser Seiteninformation benötigten Bits einen größeren Anteil des codierten Signals dar, wenn verbesserte Codiertechniken die Anzahl der als Träger des restlichen codierten Signals erforderlichen Bits verringern.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Codier/Decodier-System hoher Qualität mit niedriger Bitrate zu schaffen, bei dem die Zuteilungsfunktion in einem Codierer geändert werden kann, ohne die Kompatibilität mit existierenden Decodierern zu verlieren, welches aber dennoch einen minimalen Anteil des codierten Signals zur Übermittlung expliziter Zuteilungsinformation erfordert.
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung bei einem ersten Ausführungsbeispiel eines Codierers, teilt eine Filterbank ein Eingangssignal in eine Vielzahl von Teilbändern zur Erzeugung von Teilbandinformation auf, und ein Konverter erzeugt eine Darstellung der Teilbandinformation, die erste Wörter und zweite Wörter umfaßt. Als Antwort auf die ersten Wörter gewinnt eine Zuteilungsfunktion einen Satz von Zuteilungs-Grundwerten, wobei ein jeweiliger Wert mit einem oder mehreren zweiten Wörtern verbunden ist. Ein Adapter erzeugt einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte entsprechend jeweiligen Zuteilungs-Grundwerten als Antwort auf Eigenschaften, die in der Audioinformation, der Teilbandinformation und/oder den ersten Wörtern festgestellt werden. Ein Quantisierer quantisiert jedes zweite Wort zu quantisierter Information (quantisierten zweiten Wörtern) unter Verwendung einer Anzahl von Bits gleich entweder dem zugehörigen Zuteilungs-Grundwert oder dem entsprechenden modifizierten Wert, falls einer existiert. Ein Formatierer setzt die ersten Wörter, die quantisierte Information und Seiteninformation, welche einen Hinweis auf die modifizierten Zuteilungswerte umfaßt, in einem zur Übertragung oder Speicherung geeigneten Format zusammen.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel modifiziert ein Adapter als Antwort auf Eigenschaften, die entweder in dem Eingangssignal, der Teilbandinformation und/oder den ersten Wörtern festgestellt werden, Parameter, die die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion beeinflussen. Bei diesem Ausführungsbeispiel unterliegen die Zuteilungs-Grundwerte keiner weiteren Modifikation.
Seiteninformation umfassend einen Hinweis auf die modifizierten Parameter wird in das formatierte Ausgangssignal eingesetzt.
Weitere Ausführungsbeispiele eines Codierers gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung sind möglich einschließlich, ohne darauf begrenzt zu sein, eines Ausführungsbeispiels, welches eine Kombination der beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhaltet. Beispielsweise kann ein Adapter Parameter modifizieren, welche die Zuteilungsfunktion beeinflussen, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, und kann weiterhin die resultierenden Zuteilungs-Grundwerte als Antwort auf Eigenschaften modifizieren, die in dem Eingangssignal, der Teilbandinformation und/oder den ersten Wörtern festgestellt werden.
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung zerlegt bei einem ersten Ausführungsbeispiel eines Decodierers ein Deformatierer das codierte Signal in erste Wörter, quantisierte zweite Wörter und Seiteninformation, welche einen Hinweis auf modifizierte Zuteilungswerte enthält, die zur Quantisierung einiger der quantisierten Wörter verwendet wurden. Als Antwort auf die ersten Wörter gewinnt eine Zuteilungsfunktion einen Satz von Zuteilungs-Grundwerten, in welchem ein jeweiliger Wert mit einem oder mehreren quantisierten Wörtern verbunden ist. Einer oder mehrere der Zuteilungs-Grundwerte werden mittels der aus den zerlegten Signal gewonnenen modifizierten Werte modifiziert. Ein Dequantisierer dequantisiert die quantisierten Wörter zu dritten Wörtern unter Benutzung einer Anzahl von Bits gleich entweder dem zugehörigen Zuteilungs-Grundwert oder dem entsprechenden modifizierten Wert, falls einer existiert. Ein inverser oder Umkehrkonverter erzeugt Teilbandinformation als Antwort auf die ersten Wörter und die dritten Wörter, und als Antwort auf die Teilbandinformation gewinnt ein inverses oder Umkehrfilter ein Ausgangssignal, das eine Wiedergabe des von dem codierten Signal dargestellten Eingangssignals ist.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel werden aus dem zerlegten Signal modifizierte Parameter, welche die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion beeinflussen, gewonnen. Bei diesem Ausführungsbeispiel unterliegen die Zuteilungs-Grundwerte keiner weiteren Modifikation.
Weitere Ausführungsbeispiele eines Decoders gemäß den Lehren der Erfindung sind möglich einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, eines Ausführungsbeispiels, welches eine Kombination der beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhaltet. Zum Beispiel werden modifizierte Parameter, die die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion beeinflussen und modifizierte Werte zum Modifizieren jeweiliger Zuteilungs-Grundwerte beide aus dem zerlegten Signal gewonnen, wie in dem zweiten bzw. ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Keine besondere Zuteilungsfunktion ist für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung von ausschlaggebender Bedeutung. Beispielsweise können Ein- und Mehrkanal-Codier/Decodier Systeme, die die vorliegende Erfindung einsetzen, Zuteilungsfunktionen verwenden, wie jene, die in den U.S. Patenten 5,109,417 und 5,222,189 beschrieben sind. Eine andere Zuteilungsfunktion, die für Einkanal-Systeme geeignet ist, ist im U.S. Patent 4,790,016 offenbart. Mehrkanal-Systeme können auch Zuteilungsfunktionen benutzen, wie sie in der Internationalen Veröffentlichung Nr. WO 92/12607 offenbart sind.
Bei einem die vorliegende Erfindung einsetzenden Codiersystem, braucht Seiteninformation lediglich die modifizierten Zuteilungswerte und/oder Parameter zu übertragen. Eine Zuteilungs- Grundfunktion, die sowohl dem Codierer als auch dem Decodierer bekannt ist, liefert Zuteilungs- Grundwerte für den Decodierer. Seiteninformation sorgt bedarfsweise für Einstellungen der Zuteilungs-Grundwerte zum Erhalt derselben Zuteilungsinformation, wie sie im Codierer verwendet wird. Auf diese Weise kann ein Upgrade der Zuteilungsfunktion in einem Codierer erfolgen, ohne die Kompatibilität mit existierenden Decodierern zu verlieren, und die Anzahl von Bits, die für Seiteninformation erforderlich ist, um die Kompatibilität zwischen Codierer und Decodierer aufrechtzuerhalten, wird minimiert.
Die vorliegende Erfindung kann bei Teilband-Codierern verwendet werden, die mittels einer von etlichen Techniken implementiert sind. Eine bevorzugte Implementierung eines Transformations- Codiersystems verwendet die Time-Domain-Aliasing-Cancellation (TDAC) Transformation, die offenbart ist in Princen and Bradley, "Analysis/Synthesis Filter Bank Design Based on Time Domain Aliasing Cancellation", IEEE Trans. on Acoust., Speech, Signal Proc., Band ASSP-34, 1986, Seiten 1153-1161. Ein Beispiel eines Transformations-Codier/Decodiersystems, das von der TDAC-Transformation Gebrauch macht, ist in dem oben erwähnten U.S. Patent 5,109,417 beschrieben.
Es ist darauf hinzuweisen, daß obwohl die Benutzung von Teilbändern, deren Bandbreiten kritischen Bandbreiten des menschlichen Gehörs entsprechen, eine größere Ausnutzung psychoakustischer Effekte erlaubt, die Anwendung der Lehren diese Erfindung darauf nicht beschränkt ist. Deshalb sollten der Ausdruck "Teilband" und ähnliche hier verwendete als eines oder mehrere Frequenzbänder innerhalb der nutzbaren Bandbreite eines Eingangssignals verstanden werden. Die verschiedenen Merkmale der vorliegenden Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele sind besser zu verstehen unter Hinweis auf die nachfolgende Erörterung und die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente in den unterschiedlichen Figuren beziehen. Der Inhalt der folgenden Erörterung und der Zeichnungen wird lediglich als Beispiel gegeben und sollte nicht so verstanden werden, als ob er Begrenzungen des Umfangs der vorliegenden Erfindung darstellte.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Codierers in einem Codierer/Decodierersystem mit vorwärts-adaptiver Zuteilung.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Decodierers in einem Codierer/Decodierersystem mit vorwärts-adaptiver Zuteilung.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels eines Codierers in einem Codierer/Decodierersystem mit vorwärts-adaptiver Zuteilung.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Codierers in einem Codierer/Decodierersystem mit rückwärts-adaptiver Zuteilung.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Decodierers in einem Codierer/Decodierersystem mit rückwärts-adaptiver Zuteilung.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Codierers in einem Codierer/Decodierersystem mit hybrid-adaptiver Zuteilung.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Decodierers in einem Codierer/Decodierersystem mit hybrid-adaptiver Zuteilung.

Art und Weise der Durchführung der Erfindung

Vorwärts-adaptive Zuteilung

Fig. 1 veranschaulicht den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels eines Teilband-Codierers, der in einem die vorwärts-adaptive Zuteilung beinhaltenden Codierer/Decodierersystem verwendet ist. Eine Filterbank 102 erzeugt Teilband-Information in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, welches von einem Weg 100 empfangen wird. Eine Zuteilungsfunktion 110 legt Zuteilungsinformation in Abhängigkeit von dem Eingangssignal fest und gibt die Zuteilungsinformation längs eines Weges 111 an einen Quantisierer 104 und einen Formatierer 106 weiter. Der Quantisierer 104 quantisiert die von der Filterbank 102 erhaltene Teilband-Information unter Verwendung einer von der Zuteilungsinformation spezifizierten Anzahl von Bits, und der Formatierer 106 setzt die quantisierte Teilband-Information und die Zuteilungsinformation zu einem codierten Signal zusammen, dessen Format zum Übertragen oder Speichern geeignet ist. Das codierte Signal wird längs eines Weges 108 an einen Übertragungskanal oder eine Speichervorrichtung, je nach Wunsch, weitergeleitet.
Fig. 2 veranschaulicht den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels eines Teilbanddecodierers, der in einem vorwärts-adaptive Zuteilung beinhaltenden Codierer/Decodierersystem benutzt ist. Ein Deformatierer 202 extrahiert quantisierte Information und Zuteilungsinformation aus einem codierten Signal, welches von einem Weg 200 empfangen wird. Die Zuteilungsinformation wird längs eines Weges 211 und zu einem Dequantisierer 204 geleitet. Der Dequantisierer 204 erzeugt Teilband-Information durch Dequantisieren der vom Deformatierer 202 empfangenen quantisierten Information unter Verwendung einer von der Zuteilungsinformation spezifizierten Anzahl von Bits. Eine Umkehrfilterbank 206 erzeugt längs eines Weges 208 ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der vom Dequantisierer 204 empfangenen dequantisierten Teilband-Information.
Es sind andere Ausführungsbeispiele des Codierers und Decodierers möglich. So kann zum Beispiel, wie in Fig. 3 gezeigt, ein vorwärts-adaptiver Codierer Zuteilungsinformation in Abhängigkeit von der von der Filterbank 102 erzeugten Teilband-Information festlegen. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in keiner Fig. gezeigt ist, kann Zuteilungsinformation in Abhängigkeit sowohl vom Eingangssignal als auch von der Teilband-Information festgelegt werden.
Da Zuteilungsinformation ausdrücklich im codierten Signal weitergegeben wird, kann, wie oben erörtert, die Zuteilungsfunktion bei einem vorwärts-adaptiven Codierer geändert werden, ohne daß dabei die Kompatibilität mit bereits bestehenden vorwärts-adaptiven Decodierern aufgegeben wird. Allein das Format des codierten Signais muß erhalten bleiben.

Rückwärts-adaptive Zuteilung

Fig. 4 veranschaulicht den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels eines Teilband-Codierers, der in einem rückwärts-adaptive Zuteilung beinhaltenden Codierer/Decodierersystem verwendet ist. Eine Filterbank 102 erzeugt Teilband-Information in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, welches von einem Weg 100 empfangen wird. Ein Konverter 112 erzeugt eine Darstellung der Teilband-Information, die erste Wörter und zweite Wörter aufweist. Die ersten Wörter werden längs eines Weges 113 als Eingabe für eine Zuteilungsfunktion 110 und einen Formatierer 106 weitergegeben. Die Zuteilungsfunktion 110 legt Zuteilungsinformation in Abhängigkeit von den ersten Wörtern fest und gibt die Zuteilungsinformation an einen Quantisierer 104 weiter. Der Quantisierer 104 erzeugt quantisierte Information durch das Quantisieren der von einem Weg 115 empfangenen zweiten Wörter unter Verwendung einer von der Zuteilungsinformation spezifizierten Anzahl von Bits, und ein Formatierer 106 setzt die quantisierte Information und die ersten Wörter zu einem codierten Signal zusammen, dessen Format für die Übertragung oder Speicherung geeignet ist. Das codierte Signal wird längs eines Weges 108 an einen Übermittlungskanal oder eine Speichervorrichtung, je nach Wunsch, weitergegeben.
Fig. 5 veranschaulicht den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels eines Teilbanddecodierers, der in einem rückwärts-adaptive Zuteilung beinhaltenden Codierer/Decodierersystem verwendet ist. Ein Deformatierer 202 extrahiert quantisierte Information und erste Wörter aus einem codierten Signal, welches von einem Weg 200 empfangen wird. Die ersten Wörter werden längs eines Weges 203 zu einer Zuteilungsfunktion 210 weitergegeben. Die Zuteilungsfunktion 210 legt Zuteilungsinformation in Abhängigkeit von den ersten Wörtern fest und gibt die Zuteilungsinformation an einen Dequantisierer 204 weiter. Der Dequantisierer 204 erzeugt dritte Wörter durch Dequantisieren der vom Deformatierer 202 empfangenen quantisierten Information. Die dritten Wörter werden unter Benutzung einer von der Zuteilungsinformation spezifizierten Anzahl von Bit dequantisiert. Ein Umkehrkonverter 212 erzeugt Teilband-Information in Abhängigkeit von den ersten Wörtern und den dritten Wörtern, und eine Umkehrfilterbank 206 erzeugt längs eines Weges 208 ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der vom Umkehrkon verter 212 empfangenen Teilband-Information.
Rückwärts-adaptive Codiersysteme können den Overhead vermeiden, welcher für das Übermitteln von Seiteninformationen in dem codierten Signal erforderlich ist, weil die Zuteilungsinformation implizit von den ersten Wörtern dargestellt werden, welche zu dem codierten Signal zusammengesetzt sind. Ein rückwärts-adaptiver Decodierer kann die Zuteilungsinformation aus den ersten Wörtern wiedergewinnen, indem er die gleiche Zuteilungsfunktion durchführt, welche mit der zuvor in einem rückwärts-adaptiven Codierer durchgeführt wurde. Es sei darauf hingewiesen, daß es zum exakten Decodieren des codierten Signals nicht erforderlich ist, daß die Codierer- und Decodierer-Zuteilungsfunktionen selbst identisch sind; aber exaktes Decodieren kann nur dann sichergestellt werden, wenn die beiden Funktionen identische Zuteilungsinformation in Reaktion auf denselben Satz erster Wörter erhalten.

Hybrid-adaptive Zuteilung

Fig. 6 veranschaulicht den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels eines Teilband-Codierers in einem hybrid-adaptive Zuteilung nach den Lehren der vorliegenden Erfindung beinhaltenden Codierer/Decodierersystem. Aufbau und Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels sind im Zusammenhang mit Aufbau und Arbeitsweise des oben erörterten und in Fig. 4 dargestellten rückwärts-adaptiven Codierers erörtert. Ein Adapter 120 modifiziert einen oder mehrere Werte der durch die Zuteilungsfunktion 110 festgelegten Zuteilungsinformation unter Anwendung einer von zwei Grundtechniken oder beider. Die zum Verwirklichen beider Techniken benutzte Konstruktion ist in Fig. 6 dargestellt. Allerdings kann die eine oder andere Technik auch allein angewandt werden.
Bei der ersten oder "Parameter"-Technik modifiziert der Adapter 120 einen oder mehrere Parameter, die die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion 110 beeinflussen. Die vom Adapter 120 bereitgestellten, modifizierten Parameter werden längs eines Weges 123 zu einer Zuteilungsfunktion 110 und einem Formatierer 106 weitergegeben. Der Formatierer 106 setzt einen Hinweis auf die modifizierten Parameter und die quantisierte Information zu einem codierten Signal zusammen, dessen Format zum Übertragen oder Speichern geeignet ist.
Bei der zweiten oder "Wert"-Technik modifiziert der Adapter 120 einen oder mehrere neue Werte für die jeweiligen Werte der Zuteilungsinformation. Die vom Adapter 120 geschaffenen, modifizierten Werte werden längs eines Weges 121 zu einem Formatierer 106 und einem Verschmelzer 118 weitergegeben. Der Verschmelzer 118 verschmilzt die modifizierten Werte mit den von der Zuteilungsfunktion 110 empfangenen Zuteilungsinformation und leitet die verschmolzene Zuteilungsinformation an einen Quantisierer 104 weiter. Der Formatierer 106 setzt einen Hinweis auf die modifizierten Werte und die quantisierte Information zu einem codierten Signal zusammen, dessen Format zur Übertragung oder Speicherung geeignet ist. Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt, daß der Adapter 120 auf das vom Weg 100 empfangene Eingangssignal, die vom Weg 103 empfangene Teilband-Information und die vom Weg 113 empfangenen ersten Wörter anspricht. Bei anderen Ausführungsbeispielen eines hybrid-adaptiven Codierers kann der Adapter 120 auf einen beliebigen der drei Wege ansprechen, auf eine beliebige Kombination der drei Wege ansprechen und/oder auf sonstige Informationen ansprechen.
Fig. 7 zeigt den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels eines Teilbanddecodierers in einem hybrid-adaptive Zuteilung gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung beinhaltenden Codierer/Decodierersystem. Aufbau und Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels sind im Zusammenhang mit Aufbau und Arbeitsweise des oben erörterten und in Fig. 5 dargestellten rückwärts-adaptiven Decodierers erörtert. Einer oder mehrerer Werte der Zuteilungsinformation werden unter Anwendung einer von zwei Grundtechniken ähnlich den oben erörterten oder beider modifiziert. Der zum Verwirklichen beider Techniken benutzte Aufbau ist in Fig. 7 dargestellt. Allerdings kann jede der beiden Techniken auch allein angewandt werden.
Bei der ersten oder "Parameter"-Technik extrahiert ein Deformatierer 202 aus dem codierten Signal einen oder mehrere modifizierte Parameter, weiche die Ergebnisse einer Zuteilungsfunkton 210 beeinflussen, und gibt die modifizierten Parameter längs eines Weges 213 an die Zuteilungsfunktion 210 weiter.
Bei der zweiten oder "Wert"-Technik extrahiert der Deformatierer 202 einen oder mehrere modifizierte Werte aus dem codierten Signal und gibt die modifizierten Werte längs eines Weges 205 zu einem Verschmelzer 218 weiter. Der Verschmelzer 218 verschmilzt die modifizierten Werte mit der von der Zuteilungsfunktion 210 empfangenen Zuteilungsinformation und gibt die verschmolzene Zuteilungsinformation an einen Dequantisierer 204 weiter.

Verwirklichung

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten verschiedenen Elemente können durch eine große Vielfalt an Verwirklichungen in die Tat umgesetzt werden. So können beispielsweise die Filterbank 102 und die Umkehrfilterbank 206 durch eine Vielfatt in der Technik bekannter digitaler Filtertechni ken verwirklicht werden, zu denen, ohne darauf beschränkt zu sein, Quadraturspiegelfilter, Polyphasenfilter Fourier-Transformationen und die oben erwähnte TDAC Transformation gehören. Für die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist keine spezielle Technik von kritischer Bedeutung. Auch wenn die gegebene Beschreibung der vorliegenden Erfindung sich besonders mit Teilband-Codiertechniken befaßt, sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auch auf Breitbandcodierung anwendbar ist.
Der Konverter 112 und der Umkehrkonverter (inverse Konverter) 212, die die ersten Wörter und die zweiten Wörter erzeugen und wiedergewinnen, können auf die verschiedenste Weise verwirklicht werden. Wie zuvor erörtert, sind die ersten Wörter durch die Tatsache gekenn zeichnet, daß sie sowohl dem Codierer als auch dem Decodierer zur Information über die Zuteilungsfunktion zur Verfügung stehen. Die ersten Wörter können allgemein Skalierungsfaktoren entsprechen, und die zweiten Wörter können Werten entsprechen, die in Übereinstimmung mit den Skalierungsfaktoren skaliert sind. Bei Ausführungsbeispielen, die mit verschiedenen Gleitkommadarstellungen numerischer Mengen arbeiten, können die ersten Wörter den Gleit kommaexponenten entsprechen, während die zweiten Wörter den Gleitkommamantissen entsprechen können.
Die besonderen Prozesse, die von der Zuteilungsfunktion 110 und der Zuteilungsfunktion 210 vorgesehen werden, sind für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung nicht von ausschlaggebender Bedeutung. Wie oben erwähnt, brauchen die beiden Funktionen nicht identisch zu sein, müssen aber unter Voraussetzung identischer Parameter als Antwort auf denselben Satz erster Wörter identische Zuteilungsinformation gewinnen. Verschiedene Beispiele von Codiersystemen, die verschiedene Zuteilungsfunktionen einsetzen, sind in den oben genannten U.S. Patenten offenbart. Zusätzliche Beispiele für vorwärts-adaptive und rückwärts-adaptive Prozesse sind in den U.S. Patenten 4,142,071, 4,455,649, 4,896,362, 5,157,760 und 5,166,686 offenbart. Viele andere Beispiele sind bekannt.
Die von den verschiedenen Zuteilungsfunktionen erhaltenen Ergebnisse werden von verschiedenen Parametern beeinflußt. Solche Parameter hängen von der verwendeten speziellen Zuteilungsfunktion ab; deshalb ist eine komplette Liste nicht möglich. Die gewählten speziellen Parameter sind für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung nicht von ausschlaggebender Bedeutung, einige Beispiele mögen jedoch zur Erläuterung des Konzepts beitragen.
Bei einem Ausführungsbeispiel etwa, das Teilbandinformation in Gleit-Format darstellt, kann ein zusätzliches Bit für jede 6 dB-Zunahme an spektraler Amplitude zugeteilt werden, indem eine Anzahl von Bits zugeteilt wird, die eine lineare Funktion des Gleit-Exponenten ist. Alternative kann ein zusätzliches Bit für je 12, 18 oder 24 dB-Zunahme an Amplitude zugeteilt werden, indem als lineare Funktion des durch zwei, drei bzw. vier geteilten Exponenten zugeteilt wird. Der Teiler des Exponenten ist ein Beispiel eines Parameters, der die Ergebnisse dieser besonderen Zuteilungsfunktion beeinflußt.
Bei Teilband-Codiersystemen, die Zuteilungsfunktionen verwenden, welche auf verschiedenen Psycho-Wahrnehmungs-Wirkungen beruhren, kann irgendein Parameter, der das zugrundehegende Psycho-Wahrnehmungsmodell beeinflußt, modifiziert werden, um die Zuteilungsfunktion zu modifizieren. Bei Audio-Codieranwendungen beispielsweise enthalten solche Parameter (1) den Pegel oder Grad psychoakustischer Maskierung oberhalb oder unterhalb eines Maskierungstones, (2) die Form bzw. Gestalt der psychoakustischen Maskierungsschwelle als eine Funktion der Differenz zwischen einer gegebenen Frequenz und einer Maskierungskomponente, (3) den Pegel von Zwischenkanal-Maskierung in einem Mehrkanalsystem, (4) die Bandbreite des Eingangssignals, (5) die minimale Anzahl von Bits, die Teilbandinformation zuzuteilen sind, als Funktion der Frequenz, und (6) die maximale Anzahl von Bits, die zuzuteilen sind, als eine Funktion der Frequenz.
Adaptive Quantisierer sind im Stand der Technik bekannt. Die besondere Quantisierungsfunktion, die vom Quantisierer 104 und Quantisierer 204 verwendet wird, sind nicht kritisch, aber die beiden Funktionen sollten zu identischen Ergebnissen führen. Beispielsweise kann die Quantisierungsfunktion linear oder nicht-linear, symmetrisch doer asymmetrisch sein.
Die vom Verschmezer 118 und vom Verschmelzer 218 angewandten Methoden sind für die vorliegende Erfindung nicht von kritischer Bedeutung. Vom Konzept her verschmilzt jedes Element die entsprechenden Werte aus dem Satz Zuteilungsinformations-Werte und dem Satz modifizierter Werte zu einem einzigen Wertesatz. Das kann auf vielerlei Art und Weise geschehen.
So kann zum Beispiel ein Zuteilungsinformations-Wert durch einen entsprechenden modifizierten Wert ersetzt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel eines Teilband-Codierers stellt jeder Zuteilungsinformations-Wert die Anzahl Bits dar, die beim Quantisieren von Teiband-Information in einem jeweiligen Teiband zu verwenden sind. Jeder modifizierte Wert tritt an die Stelle des entsprechenden Zuteilungsinformations-Werts und wird stattdessen vom Quantisierer benutzt. Als weiteres Beispiel kann ein Zuteilungsinformations-Wert dadurch modifiziert werden, daß er mit einem entsprechenden modifizierten Wert kombiniert wird, d.h. der modifizierte Wert stellt eine inkrementale Menge dar, um die der entsprechende Zuteilungsinformations-Wert geändert werden sollte. Bleiben wir bei dem obigen beispielhaften Teilband-Codierer, so ist die zum Quantisieren von Teilband-Information in einem speziellen Teilband benutzte Anzahl Bits durch die algebraische Summe des entsprechenden Zuteilungsinformations-Werts und des entsprechenden modifizierten Wertes, sofern einer existiert, definiert. Als Alternative kann der modifizierte Wert einen Faktor darstellen, um den der entsprechende Zuteilungsinformations-Wert skaliert werden sollte.
Zum Anpassen des Zuteilungsprozesses kann der Adapter 1 20 entweder die UV Parameter UV -Tech nik oder die "Wert"-Technik oder beide anwenden. Die Parameter-Technik bringt das Modifizieren eines oder mehrerer Parameter, wie der oben erörterten mit sich, die die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion beeinflussen. Die "Wert"-Technik bringt das Erzeugen eines oder mehrerer modifizierter Werte mit sich, die mit der von der Zuteilungsfunktion erhaltenen Zuteilungsinformation verschmolzen werden.
Der zum Verwirklichen der einen oder anderen Technik angewandte spezielle Prozeß ist für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht von kritischer Bedeutung. Bei einem Ansatz wird eine alternative Zuteilungsfunktion durchgeführt, es werden die Ergebnisse der alternativen Funktion mit den "Grundwerten" verglichen, die von der Grund-Zuteilungsfunktion 110 erhalten werden, und es werden modifizierte Werte für jeden Alternativwert gebildet, wo die Differenz zwischen ihm und dem entsprechenden Grundwert signifikant ist. Die Komplexität der Grund-Zuteilungsfunktion läßt sich einschränken, um den Decodierer zu vereinfachen, aber andererseits kann die alternative Zuteilungsfunktion so komplex sein wie gewünscht. Bei akustischen Codieranwendungsfällen kann zum Beispiel die alternative Funktion ein höher entwickeltes psychoakustisches Modell benutzen, welches die Berücksichtigung von Signalcharakteristiken, wie die Flachheit des Eingangssignalspektrums, die durchschnittliche oder Spitzenamplitude des Eingangssignals und die Tatsache, ob eine Maskierungskomponente tonähnlich oder rauschähnlich ist einschließt.
Ein weiterer beispielhafter Anpassungsprozeß vermeidet es, eine vollständige Zuteilungsfunktion durchzuführen und erzeugt lediglich Einstellungen an Zuteilungs-Grundwerten in Abhängigkeit von der Erfassung verschiedener Signalmerkmale. So können zum Beispiel die Zuteilungs- Grundwerte in Abhängigkeit von der Wahrnehmung tonähnlicher Maskierungskomponenten erhöht werden, oder die Zuteilungs-Grundwerte können in Abhängigkeit von der Feststellung, daß das Eingangssignalspektrum im wesentlichen flach ist, erniedrigt werden.
Wie oben erörtert, kann der Adapter 120 auf das Eingangssignal, die von der Filterbank 102 erhaltene Teiband-Information, die vom Konverter 112 erhaltenen ersten Wörter oder sonstige Informationen von Bedeutung für den jeweiligen Anwendungsfall ansprechen.
Bei einem Codiersystem für ein Telefonfernleitungsnetz kann zum Beispiel der Adapter 120 auf Informationen zum Datum, zur Tageszeit oder zum Wochentag ansprechen, um eine Zuteilungsfunktion bereitzustellen, welche Bit-Zuteilungen reduziert, wodurch geringere Informations- Erfordernisse für größere Wiedergabetreue beim Codieren eingehandelt werden in Vorwegnahme vorhergesagter Steigerungen des Verkehrs über das Netzwerk.
Bei einem digitalen Videoanzeigesystem kann der Adapter 120 beispielsweise eine Zuteilungsfunktion zur Verfügung stellen, die auf die Eingabe seitens einer Bedienungsperson anspricht, wodurch es der Bedienungsperson erlaubt ist, einen Ausgleich zwischen kürzeren Ansprechzeiten für die Anzeige und höheren Bildauflösungen vorzunehmen.
Wie diese Beispiele zeigen, kann der Adapter 120 auf jede beliebige Information ansprechen, die in einem bestimmten Anwendungsfall erwünscht ist. Die Wahl dieser Information ist für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht von kritischer Bedeutung. Bei vielen Codiersystemen, bei denen das codierte Signal durch einen seriellen Bitstrom dargestellt ist, entsprechen die vom Formatierer 108 und Deformatierer 202 gebotenen Funktionen im wesentlichen dem seriellen Multiplexen bzw. Demultiplexen. Auch wenn die Verwirklichung der Formatier- und Deformatierfunktionen für einen bestimmten Anwendungsfall wichtig sein mag, ist sie für die Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht von kritischer Bedeutung. Jegliches Verfahren, welches das codierte Signal in eine zur Übertragung oder Speicherung geeignete Form bringen kann und das codierte Signal aus der formatierten Darstellung wiedergewinnen kann, ist geeignet.
Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung innerhalb zahlreicher Ausführungsbeispiele praktiziert werden kann, die durch eine große Vielfalt von Techniken verwirklicht werden.
Obwohl die vorangehende Erörterung besonders auf Audio-Codieranwendungen gerichtet ist, kann die vorliegende Erfindung in einem weiteren Bereich von Codieranwendungen, wie etwa Videocodierung, eingesetzt werden.

Claims

1. Codierer zur Codierung eines Eingangssignals, umfassend

eine Teilbandeinrichtung (102, 112) zur Erzeugung, abhängig vom Eingangssignal, von Teilbandinformation, die die spektrale Zusammensetzung des Eingangssignals darstellt,

eine Bit-Zuteilungseinrichtung (110) zur Festlegung einer Vielzahl von Zuteilungs- Grundwerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf erste Wörter, die in der Teilbandinformation enthalten sind, wobei jeder der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten einem oder mehreren zweiten Wörtern zugeordnet ist, die in der Teilbandinformation enthalten sind,

eine Adaptiereinrichtung (120) zur Erzeugung, abhängig von wenigstens einem von dem Eingangssignal, der Teilbandinformation, den ersten Wörtern und der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten, eines oder mehrerer modifizierter Zuteilungswerte entsprechend jeweiligen der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten,

eine Quantisierungseinrichtung (104, 118) zur Erzeugung quantisierter Information durch Quantisieren jedes der zweiten Wörter unter Verwendung einer Anzahl von Bits gleich entweder dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten oder dem entsprechenden modifizierten Zuteilungswert, so vorhanden, und

eine Formatierungseinrichtung (106) zum Zusammensetzen der ersten Wörter, der quantisierten Information und Seiteninformation, die einen Hinweis auf die modifizierten Zuteilungswerte umfaßt, zu einer für die Übertragung oder Speicherung geeigneten Form.

2. Codierer zur Codierung eines Eingangssignals, umfassend

eine Teilbandeinrichtung (102, 112) zur Erzeugung, abhängig von dem Eingangssignal, von Teilbandinformation, die die spektrale Zusammensetzung des Eingangssignals darstellt,

eine Bit-Zuteilungseinrichtung (110) zur Festlegung einer Vielzahl von Zuteilungswerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf erste Wörter, die in der Teilbandinformation enthalten sind, wobei jeder der Vielzahl von Zuteilungswerten einem oder mehreren zweiten Wörtern zugeordnet ist, die in der Teilbandinformation enthalten sind, wobei die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von einem oder mehreren Parametern beeinflußt werden,

eine Adaptiereinrichtung (120) zur Erzeugung eines oder mehrerer modifizierter Parameter durch Anpassen eines oder mehrerer der Parameter abhängig von wenigstens einem von dem Eingangssignal, der Teilbandinformation, den ersten Wörtern und der Vielzahl von Zuteilungswerten,

eine Quantisierungseinrichtung (104) zur Erzeugung quantisierter Information durch Quantisieren jedes der zweiten Wörter unter Verwendung einer Anzahl von Bits gleich dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungswerten, und

eine Formatierungseinrichtung (106) zum Zusammensetzen der ersten Wörter, der quantisierten Information und Seiteninformation, die einen Hinweis auf den einen oder die mehreren modifizierten Parameter enthält, zu einer für die Übertragung oder Speicherung geeigneten Form.

3. Codierer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Teilbandeinrichtung eine Gleitkomma- Darstellung der Teilbandinformation erzeugt, wobei die ersten Wörten die Gleitkomma-Exponenten und die zweiten Wörter die Gleitkomma-Mantissen darstellen.

4. Codierer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die ersten Wörter Skalierungsfaktoren und die zweiten Wörter mit den Skalierungsfaktoren skalierte Werte darstellen.

5. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die ersten Wörter eine Spektral-Hüllkurve des Eingangssignals darstellen.

6. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Zuteilungsfunktion auf psychoakustischen Prinzipien beruht und die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von einem oder mehreren Parametern beeinflußt werden, die sich beziehen auf den Grad der Maskierung bei Frequenzen oberhalb einer Maskierungskomponente, den Grad der Maskierung bei Frequenzen unterhalb einer Maskierungskomponente, die Funktion des Rauschabstands über einer Frequenzdifferenz mit einer Maskierungskomponente zur Erzielung einer Maskierung, den Pegel der Zwischenkanalmaskierung, die minimale Anzahl von Teilbandinformation zuzuteilenden Bits als Funktion der Frequenz und/oder die maximale Anzahl von Teilbandinformation zuzuteilenden Bits als eine Funktion der Frequenz.

7. Codierer nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 6, bei dem die Adaptiereinrichtung modifizierte Zuteilungswerte erzeugt, welche Differenzen in bezug auf einen oder mehrere der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten darstellen.

8. Codierer nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, bei dem die Adaptiereinrichtung den einen oder die mehreren modifizierten Zuteilungswerte durch Ausführung einer anderen Zuteilungsfunktion erhält.

9. Codierer nach Anspruch 8, bei dem die andere Zuteilungsfunktion auf irgendeinem beruht aus der Gruppe umfassend die spektrale Flachheit des Eingangssignals, die Amplitude des Eingangssignals und ob eine Maskierungskomponente in dem Eingangssignal ton-ähnlich oder rausch-ähnlich ist.

10. Codierer nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 9, bei dem der Hinweis auf den einen oder die mehreren modifizierten Zuteilungswerte eine Darstellung der Größe des einen oder der mehreren modifizierten Zuteilungswerte umfaßt.

11. Codierer nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 9, bei dem der Hinweis über den einen oder die mehreren modifizierten Zuteilungswerte eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Zuteilungswerten und einem jeweiligen Zuteilungs- Grundwert umfaßt.

12. Codierer nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 6 in Verbindung mit Anspruch 2, bei dem der Hinweis auf den einen oder die mehreren modifizierten Parameter eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Parametern und einem jeweiligen unmodifizierten Parameter umfaßt.

13. Decoder zum Decodieren codierter Information, umfassend eine Deformatierungseinrichtung (202) zum Zerlegen der codierten Information in erste Wörter, quantisierte zweite Wörter und Seiteninformation, die einen Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte umfaßt,

eine Bit-Zuteilungseinrichtung (210) zur Festlegung einer Vielzahl von Zuteilungs- Grundwerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf die ersten Wörter, wobei jedem der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten eines oder mehrere der quantisierten zweiten Wörter zugeordnet ist,

eine Dequantisierungseinrichtung (204, 218) zur Erzeugung von dritten Wörtern durch Dequantisieren der quantisierten zweiten Wörter aus einer Anzahl von Bits gleich dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten oder abgeleitet von jeweiligen modifizierten Zuteilungswerten, so vorhanden, und

eine inverse Teilbandeinrichtung (206, 216) zur Erzeugung, abhängig von Teilbandin formation umfassend die ersten Wörter und die dritten Wörter, einer Wiedergabe der von der codierten Information dargestellten Information.

14. Decoder zum Decodieren codierter Information, umfassend eine Deformatierungseinrichtung (202) zum Zerlegen der codierten Information in erste Wörter, quantisierte zweite Wörter und Seiteninformation, die einen Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Parameter umfaßt,

eine Bit-Zuteilungseinrichtung (210) zur Festlegung einer Vielzahl von Zuteilungswerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf die ersten Wörter, wobei jeder der Vielzahl von Zuteilungswerten einem oder mehreren der quantisierten zweiten Wörter zugeordnet ist, wobei die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von dem einen oder den mehreren Parameter, so vorhanden, beeinflußt werden,

eine Dequantisierungseinrichtung (204) zur Erzeugung dritter Wörter durch Dequantisieren der quantisierten zweiten Wörter aus einer Anzahl von Bits gleich dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungswerten, und

eine inverse Teilbandeinrichtung (206, 212) zur Erzeugung, abhängig von der Teilbandinformation umfassend die ersten Wörter und die dritten Wörter, einer Wiedergabe der von der codierten Information dargestellten Information.

15. Decoder nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die ersten Wörter Gleitkomma-Exponenten und die zweiten Wörter Gleitkomma-Mantissen darstellen.

16. Decoder nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die ersten Wörter Skalierungsfaktoren und die zweiten Wörter mit den Skalierungsfaktoren skalierte Werte darstellen.

17. Decoder nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die ersten Wörter eine Spektral-Hüll kurve des Eingangssignals darstellen.

18. Decoder nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die Zuteilungsfunktion auf psychoakustischen Prinzipien beruht und die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von einem oder mehreren Parametern beeinflußt werden, die sich beziehen auf den Grad der Maskierung bei Frequenzen oberhalb einer Maskierungskomponente, den Grad der Maskierung bei Frequenzen unterhalb einer Maskierungskomponente, die Funktion des Rauschabstands über einer Frequenzdifferenz mit einer Maskierungskomponente zur Erzielung einer Maskierung, den Pegel der Zwischenkanalmaskierung, die minimale Anzahl von Teilbandinformation zuzuteilenden Bits als eine Funktion der Frequenz, und/oder die maximale Anzahl von Teilbandinformation zuzuteienden Bits als eine Funktion der Frequenz.

19. Decoder nach einem der Ansprüche 13 oder 15 bis 18, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte eine Darstellung der Größe des einen oder der mehreren modifizierten Zuteilungswerte umfaßt.

20. Decoder nach einem der Ansprüche 13 oder 15 bis 18, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Zuteilungswerten und einem jeweiligen Zuteilungs- Grundwert umfaßt.

21. Decoder nach Anspruch 14 oder einem der Ansprüche 15 bis 18 in Verbindung mit Anspruch 14, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Parameter eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Parametern und einem jeweiligen unmodifizierten Parameter umfaßt.

22. Codierverfahren zur Codierung eines Eingangssignals, umfassend Erzeugen von Teilbandinformation, die die Spektralzusammensetzung des Eingangssignals darstellt,

Festlegen einer Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf erste Wörter, die in der Teilbandinformation enthalten sind, wobei jeder der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten einem oder mehreren zweiten Wörtern zugeordnet ist, die in der Teilbandinformation enthalten sind,

Erzeugen, abhängig von wenigstens einem von dem Eingangssignal, der Teilbandinformation, den ersten wörter und der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten, eines oder mehrerer modifizierter Zuteilungswerte entsprechend jeweiligen der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten, Erzeugen quantisierter Information durch Quantisieren jedes der zweiten Wörter unter Verwendung einer Anzahl von Bits gleich entweder dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten oder dem entsprechenden modifizierten Zuteilungswert, falls vorhanden, und

Zusammensetzen der ersten Wörter, der quantisierten Information und Seiteninformation, die einen Hinweis auf die modifizierten Zuteilungswerte umfaßt, zu einer zur Übertragung oder Speicherung geeigneten Form.

23. Codierverfahren zum Codieren eines Eingangssignals, umfassend Erzeugen von Teubandinformation, die die Spektralzusammensetzung des Eingangssignals darstellt,

Festlegen einer Vielzahl von Zuteilungswerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf erste Wörter, die in der Teilbandinformation enthalten sind, wobei jedem der Vielzahl von Zuteilungswerten eines oder mehrere zweite Wörter zugeordnet sind, die in der Teilbandinformation enthalten sind, wobei die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von einem oder mehreren Parametern beeinflußt werden,

Erzeugen eines oder mehrerer modifizierter Parameter durch Anpassen eines oder mehrerer der Parameter abhängig von wenigstens einem von dem Eingangssignal, der Teilbandinformation, den ersten Wörtern und der Vielzahl von Zuteilungswerten, Erzeugen quantisierter Information durch Quantisieren jedes der zweiten Wörter unter Verwendung einer Anzahl von Bits gleich dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungswerten, und

Zusammensetzen der ersten Wörter, der quantisierten Information und Seiteninformation, die einen Hinweis auf den einen oder die mehreren modifizierten Parameter umfaßt, in einer zur Übertragung oder Speicherung geeigneten Form.

24. Codierverfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem das Erzeugen von Teilbandinformation eine Gleitkommadarstellung der Teilbandinformation erzeugt, wobei die ersten Wörter Gleitkomma-Exponenten und die zweiten Wörter Gleitkomma-Mantissen darstellen.

25. Codierverfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem die ersten Wörter Skalierungsfaktoren und die zweiten Wörter mit den Skalierungsfaktoren skalierte Werte darstellen.

26. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei dem die ersten Wörter eine Spektralhüllkurve des Eingangssignals darstellen.

27. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, bei dem die Zuteilungsfunktion auf psychoakustischen Prinzipien beruht und die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von einem oder mehreren Parametern beeinflußt werden, die sich beziehen auf den Grad der Maskierung bei Frequenzen oberhalb einer Maskierungskomponente, den Grad der Maskierung bei Frequenzen unterhalb einer Maskierungskomponente, die Funktion des Rauschabstands über der Frequenzdifferenz mit einer Maskierungskomponente zur Erzielung einer Maskierung, den Pegel der Zwischenkanalmaskierung, eine minimale Anzahl von Teilbandinformation zuzuteilenden Bits als einer Funktion der Frequenz, und/oder einer maximalen Anzahl von Teilbandinformation zuzuteilenden Bits als einer Funktion der Frequenz.

28. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 24 bis 27, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer modifizierter Zuteilungswerte modifizierte Zuteilungswerte erzeugt, die Differenzen in bezug auf einen oder mehrere der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten darstellen.

29. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 24 bis 28, bei dem das Erzeugen eines oder mehrerer modifizierter Zuteilungswerte den einen oder die mehreren modifizierten Zuteilungswerte mittels Durchfuihrung einer anderen Zuteilungsfunktion erzeugt.

30. Codierverfahren nach Anspruch 29, bei dem die andere Zuteilungsfunktion basiert auf einem aus der Gruppe umfassend die Spektralflachheit des Eingangssignals, die Amplitude des Eingangssignals, und ob eine Maskierungskomponente in dem Eingangssignal ton-ähnlich oder rausch-ähnlich ist.

31. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 24 bis 30, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte eine Darstellung der Größe des einen oder der mehreren modifizierten Zuteilungswerte umfaßt.

32. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 24 bis 30, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Zuteilungswerten und einem jeweiligen Zuteilungs-Grundwert umfaßt.

33. Codierverfahren nach Anspruch 23 oder einem der Ansprüche 24 bis 27 in Verbindung mit Anspruch 23, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Parameter eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Parametern und einem jeweiligen unmodifizierten Parameter umfaßt.

34. Decodierverfahren zum Decodieren codierter Information, umfassend Zerlegen der codierten Information in erste Wörter, quantisierte zweite Wörter und Seiteninformation, die einen Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte umfaßt,

Festlegen einer Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf die ersten Wörter, wobei jeder der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten einem oder mehreren der quantisierten zweiten Wörter zugeordnet ist,

Erzeugen von dritten Wörtern durch Dequantisieren der quantisierten zweiten Wörter aus einer Anzahl von Bits gleich dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungs-Grundwerten oder abgeleitet von jeweiligen modifizierten Zuteilungswerten, so vorhanden, und

als Antwort auf Teilbandinformation, die die ersten Wörter und die dritten Wörter umfaßt, Erzeugen einer Wiedergabe der von der codierten Information dargestellten Information.

35. Decodierverfahren zum Decodieren codierter Information, umfassend Zerlegen der codierten Information in erste Wörter, quantisierte zweite wörter und Seiteninformation, die einen Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Parameter umfaßt, Festlegen einer Vielzahl von Zuteilungswerten durch Anwenden einer Zuteilungsfunktion auf die ersten Wörter, wobei jeder der Vielzahl von Zuteilungswerten einem oder mehreren der quantisierten zweiten Wörter zugeordnet ist, wobei die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von einen oder mehreren modifizierten Parametern, so vorhanden, beeinflußt werden, Erzeugen dritter Wörter durch Dequantisieren der quantisierten zweiten Wörter aus einer Anzahl von Bits gleich dem zugeordneten der Vielzahl von Zuteilungswerten, und Erzeugen, abhängig von der Teilbandinformation umfassend die ersten Wörter und die dritten Wörter, einer Wiedergabe der von der codierten Information dargestellten Information.

36. Decodierverfahren nach Anspruch 34 oder 35, bei dem die ersten Wörter Gleitkomma-Exponenten und die zweiten Wörter Gleitkomma-Mantissen darstellen.

37. Decodierverfahren nach Anspruch 34 oder 35, bei dem die ersten Wörter Skalierungsfaktoren und die zweiten Wörter durch die Skalierungsfaktoren skalierte Werte darstellen.

38. Decodierverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 37, bei dem die ersten Wörter eine Spektral-Hüllkurve des Eingangssignals darstellen.

39. Decodierverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 38, bei dem die Zuteilungsfunktion auf psychoakustischen Prinzipien beruht und die Ergebnisse der Zuteilungsfunktion von einem oder mehreren Parametern beeinflußt werden, die sich beziehen auf den Grad der Maskierung bei Frequenzen oberhalb einer Maskierungskomponente, den Grad der Maskierung bei Frequenzen unterhalb einer Maskierungskomponente, die Funktion des Rauschabstands über der Frequenzdifferenz mit einer Maskierungskomponente zur Erzielung einer Maskierung, den Pegel der Zwischenkanalmaskierung, eine minimale Anzahl von Teilbandinformation zuzuteilenden Bits als eine Funktion der Frequenz, und/oder eine maximale Anzahl von Teilbandinformation zuzuteilenden Bits als eine Funktion der Frequenz.

40. Decodierverfahren nach einem der Ansprüche 34 oder 36 bis 39, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte eine Darstellung der Größe des einen oder der mehreren modifizierten Zuteilungswerte umfaßt.

41. Decodierverfahren nach einem der Ansprüche 34 oder 36 bis 39, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Zuteilungswerte eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Zuteilungswerten und einem jeweiligen Zuteilungs-Grundwert umfaßt.

42. Decodierverfahren nach Anspruch 35 oder einem der Ansprüche 36 bis 39 in Verbindung mit Anspruch 35, bei dem der Hinweis auf einen oder mehrere modifizierte Parameter eine Darstellung der Differenz zwischen dem einen oder den mehreren modifizierten Parametern und einem jeweiligen unmodifizierten Parameter umfaßt.