DE69431025T2

DE69431025T2 - Signalkodier- oder -dekodiergerät und Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE69431025T2
Application number: DE69431025T
Authority: DE
Inventors: Kyoya Tsutsui
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: TW327223B; EP0645769A3; KR950009669A; US5832424A; EP0645769B1; EP0645769A2; MY123676A; DE69431025D1; CN1117674A; KR100310214B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Signalcodierungs- und - decodierungsgerät, bei dem zur Erzeugung von Wiedergabesignalen digitale Eingangsdaten mit einer hocheffizienten Codierung und Decodierung codiert, übertragen, aufgezeichnet, wiedergegeben und decodiert werden, und ein Aufzeichnungsmedium zur Aufzeichnung der codierten Signale.
Es gibt eine große Vielfalt von Techniken zur hocheffizienten Codierung von Audio- oder Sprachsignalen. Bei der Teilband- bzw. Subbandcodierung (SBC), die vom Nichtrahmenbildungssystem ist, wird das Frequenzband des Audiosignals auf der Zeitachse in mehrere Teil- bzw. Subbänder zur Codierung ohne Umformung des Signals in Rahmen längs der Zeitachse vor der Codierung geteilt. Bei der Transformationscodierung, die vom Rahmenbildungssystem ist, wird jeder Rahmen von die Audiosignale auf der Zeitachse darstellenden digitalen Signalen durch eine Orthogonaltransformation in einen das Audiosignal auf der Frequenzachse darstellenden Block spektraler Koeffizienten umgewandelt. Bei einer Kombination aus Subbandcodierung und Transformationscodierung wird das digitale Signal, welches das Audiosignal darstellt, mittels Subbandcodierung in mehrere Frequenzbereiche geteilt, und auf jeden der Frequenzbereiche wird eine Transformationscodierung angewendet.
Bekannte Filter zum Teilen eines Frequenzspektrums in mehrere Frequenzbänder enthalten das Quadraturspiegelfilter (QMF), das beispielsweise in R. E. Crochiere, Digital Coding of Speech in Sub-bands, 55 BELL SYST. TECH. J., Nr. 8, (1976) diskutiert ist. Die Technik des Teilens eines Frequenzspektrums in gleich breite Frequenzbereiche ist in Joseph H. Rothweiler, Poly-Phase Quadrature Filters - A New Sub-band Coding Technique, ICASSP 83 BOSTON diskutiert.
Bekannte Techniken zur Orthogonaltransformation enthalten die Technik des Teilens des digitalen Audioeingangssignals in Rahmen einer vorbestimmten Zeitdauer und Verarbeitens der resultierenden Rahmen unter Verwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFT), diskreten Cosinustransformation (DCT) oder modifizierten DCT (MDCT), um die Signale von der Zeitachse auf die Frequenzachse umzuwandeln. Eine Diskussion einer MDCT kann bei J. P. Princen und A. B. Bradley, Subband/Transform Coding Using Filter Bank Based on Time Domain Aliasing Cancellation, ICASSP 1987 gefunden werden.
Durch Quantisieren der von einem Filter in Subbänder geteilten Signale oder der durch Orthogonaltransformation in Blöcke aus Spektralkoeffizienten umgewandelten Signale wird es möglich, das für Quantisierungsrauschen empfindliche Frequenzband zu kontrollieren und eine Codierung mit akustisch höherer Effizienz zu bewirken, indem Vorteil aus Maskierungseffekten gezogen wird. Eine Codierung mit noch höherer Effizienz kann durch Normieren jedes Bandes mit beispielsweise dem maximalen absoluten Wert von Signalkomponenten in jedem Band vor der Quantisierung erzielt werden.
Bei einer Technik des Quantisierens der aus einer Orthogonaltransformation resultierenden Spektralkomponenten ist es bekannt, Subbänder zu verwenden, die Vorteil aus den psychoakustischen Charakteristiken des menschlichen Gehörsystems ziehen. Dabei können die ein Audiosignal auf der Frequenzachse darstellenden Spektralkoeffizienten in mehrere kritische Frequenzbänder geteilt werden. Die Breite der kritischen Frequenzbänder nimmt mit abnehmender Frequenz zu. Normalerweise werden etwa 25 kritische Frequenzbänder zum Abdecken des Audiofrequenzspektrums von 0 Hz bis 20 Hz verwendet. Bei einem solchen Quantisierungssystem werden unter den verschiedenen kritischen Frequenzbändern Bits adaptiv zugeteilt. Wenn beispielsweise die adaptive Bitzuteilung auf die aus MDCT resultierenden Spektralkoeffizientendaten angewendet wird, werden die in jedem der kritischen Frequenzbänder durch MDCT erzeugten Spektralkoeffizientendaten unter Verwendung einer adaptiv zugeteilten Zahl Bits quantisiert.
Bekannte adaptive Bitzuteilungstechniken enthalten die in IEEE TRANS. ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, VOL. ASSP-25, Nr. 4 (August 1977) beschriebene, bei der die Bitzuteilung auf der Basis der Amplitude des Signals in jedem kritischen Band ausgeführt wird. Diese Technik erzeugt ein flaches Quantisierungsrauschspektrum und minimiert die Geräusch- bzw. Rauschenergie, jedoch ist der vom Hörer wahrgenommene Geräusch- bzw. Rauschpegel nicht optimal, da die Technik den psychoakustischen Maskierungseffekt nicht effektiv ausnutzt. Bei der in M. A. Krassner, The Critical Band Encoder-Digital Encoding of the Perceptual Requirements of the Audiotory System, ICASSP, 1980 beschriebenen Bitzuteilungstechnik wird der psychoakustische Maskierungsmechanismus zum Bestimmen einer das notwendige Signal-Rausch-Verhältnis für jedes kritische Band erzeugenden festen Bitzuteilung verwendet. Wird jedoch das Signal-Rausch-Verhältnis eines solchen Systems unter Verwendung eines stark tonalen Signals, beispielsweise einer Sinuswelle, gemessen, werden wegen der festen Zuteilung von Bits unter den kritischen Bändern nicht optimale Ergebnisse erzeugt.
Zur Lösung dieser Probleme ist in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 0525809 A2 mit dem Veröffentlichungsdatum vom 03. 02. 1993 im Bulletin 93/05 ein hocheffizientes Codierungsgerät vorgeschlagen, bei dem die für eine Bitzuteilung verfügbare Gesamtzahl an Bits einem für jeden Block kleiner Größe einem voreingestellten festen Bitzuteilungsmuster und variablen Bits in Abhängigkeit von der Signalenergie in jedem Block zugeteilt wird. Das Verhältnis der Zuteilung wird in Abhängigkeit von einem sich auf das Eingangssignal beziehenden Signal eingestellt. Je glatter das Signalspektrum ist, desto größer ist die Bitzuteilung zu den festen Bitzuteilungsmustern.
Bei diesem bekannten Verfahren wird einem Block, der ein spezielles Spektralelement mit einem hohen Energiepegel aufweist, eine größere Zahl Bits zugeteilt, als in dem Fall eines Sinuswelleneingangssignals, um das Gesamtsignal in den Rauschcharakteristiken signifikant zu verbessern. Da der menschliche Gehörsinn für ein Signal mit einer spitzen bzw. scharfen Spektralkomponente extrem empfindlich ist, ist das Verfahren bei der psychoakustischen Verbesserung der Tonqualität zum Verbessern des Signal-Rausch-Verhältnisses effektiv.
Es ist im Zusammenhang mit der Bitzuteilung eine Zahl Verfahren, die von den oben beschriebenen verschieden sind, vorgeschlagen. Wird ein den Gehörsinn simulierendes Modell weiter verfeinert und die Fähigkeit der Codierungseinrichtung verbessert, kann die Codierungseffizienz weiter verbessert werden.
Bezugnehmend auf die Fig. 11 bis 16 wird ein herkömmliches Signalcodierungsgerät erläutert.
Bei diesen Figuren wird eine über einen Anschluss 100 zugeführte akustische Signalwellenform durch eine Transformationsschaltung 101 in Signalfrequenzkomponenten transformiert, die von einer Signalkomponenten-Codierungsschaltung 102 codiert werden, Von einer Codekette-Erzeugungsschaltung 103 wird eine Codekette erzeugt und an einem Anschluss 104 ausgegeben.
Fig. 12 zeigt schematisch eine Struktur der in Fig. 11 gezeigten Transformationsschaltung 101. Bei Fig. 12 wird das einem Anschluss 200 zugeführte Signal (das an den Anschluss 100 nach Fig. 11 ausgegebene Signal) durch duale Frequenzteilungsfilter 201, 202 in drei Frequenzbänder geteilt. So dünnt das Filter 201 das Signal aus dem Anschluss 201 mit 1/2 aus, während das Filter 202 das vom Filter 201 um 1/2 ausgedünnte Signal weiter mit 1/2 ausdünnt, (das Signal aus dem Anschluss 200 wird mit 1/4 ausgedünnt). Das heißt, das Filter 202 gibt zwei Signale aus, deren jedes eine Bandbreite aufweist, die gleich 1/4 der Bandbreite des Signals aus dem Anschluss 200 ist.
Die von den Filtern 201, 202 in die drei Bänder geteilten Signale werden von Vorwärts- Orthogonaltransformationsschaltungen, beispielsweise die MDCT-Schaltungen 203, 204 und 205, in spektrale Signalkomponenten transformiert. Ausgangssignale dieser drei Vorwärts- Orthogonaltransformationsschaltungen 203 bis 205 werden zu der in Fig. 11 gezeigten Signalkomponenten- Codierungsschaltung 102 geleitet.
Fig. 13 zeigt schematisch den Aufbau der in Fig. 11 gezeigten Signalkomponenten-Codierungsschaltung 102.
Bei Fig. 13 wird das einem Anschluss 300 zugeführte Ausgangssignal der Transformationsschaltung 101 von einer Normierungsschaltung 301 für jeden voreingestellten Bereich normiert und dann zu einer Quantisierungsschaltung 303 geleitet. Das beim Anschluss 300 zugeführte Signal wird auch zu einer Quantisierungsgenauigkeits-Entscheidungsschaltung 302 geleitet.
Die Quantisierungsschaltung 303 quantisiert das Signal aus der Normierungsschaltung 301 auf der Basis der Quantisierungsgenauigkeit, wie sie von der Quantisierungsgenauigkeits- Entscheidungsschaltung 302 aus dem beim Anschluss 300 zugeführten Signal berechnet wird. Ein Ausgangssignal der Quantisierungsschaltung 303 wird an einem Anschluss 304 ausgegeben und dann zu der in Fig. 11 gezeigten Codekette- Erzeugungsschaltung 103 geleitet. Im Ausgangssignal am Anschluss 304 sind nicht nur die von der Quantisierungsschaltung 303 quantisierten Signalkomponenten, sondern auch die Information betreffend die Normierungskoeffizienten in der Normierungsschaltung 301 und die Information betreffend die Quantisierungsgenauigkeit in der Quantisierungsgenauigkeits- Entscheidungsschaltung 202 enthalten.
Fig. 14 zeigt schematisch den Aufbau einer Decodierungseinrichtung zum Decodieren akustischer Signale von der von der Codierungseinrichtung nach Fig. 11 erzeugten Codekette und Ausgeben der decodierten akustischen Signale.
Nach Fig. 14 extrahiert eine Codekette- Zerlegungsschaltung 401 Codes der verschiedenen Signalkomponenten aus der von der Einrichtung nach Fig. 11 erzeugten und über einen Anschluss 400 zugeführten Codekette. Von diesen Codes werden von einer Signalkomponenten- Decodierungsschaltung 402 die Signalkomponenten decodiert und danach von einer Inverstransformationsschaltung 403 mit einer inversen Transformation verarbeitet, die eine inverse Operation der von der in Fig. 11 gezeigten Transformationsschaltung 101 ausgeführten Transformation ist. Dies erzeugt akustische Wellenformsignale, die an einem Anschluss 404 ausgegeben werden.
Fig. 15 zeigt schematisch einen Aufbau der in Fig. 14 gezeigten Inverstransformationsschaltung 403.
Der Aufbau nach Fig. 15 korrespondiert mit dem der in Fig. 12 gezeigten Transformationsschaltung. Von der Signalkomponenten-Decodierungsschaltung 402 über Anschlüsse 501, 502 und 503 zugeführte Signale werden von den Inversorthogonaltransformationsschaltungen 504, 505, 506, die eine zu der in Fig. 12 gezeigten Vorwärtstransformation inverse Transformation ausführen, transformiert. Signale der von den Inverstransformationsschaltungen 504, 505, 506 erzeugten Frequenzbereiche werden von dualen Stufenbandkombinierungsfiltern 507, 508 kombiniert.
Das heißt, Ausgangssignale der Inverstransformationsschaltungen 505, 506 werden vom Bandkombinierungsfilter 507 kombiniert, und ein Ausgangssignal des Bandkombinierungsfilters 507 und ein Ausgangssignal der Inverstransformationsschaltung 504 werden vom Bandkombinierungsfilter 508 kombiniert. Ein Ausgangssignal des Bandkombinierungsfilters 508 wird über einen Anschluss 509 (Anschluss 404 nach Fig. 14) ausgegeben.
Fig. 16 stellt das von der in Fig. 11 gezeigten Codierungseinrichtung ausgeführte herkömmliche Codierungsverfahren dar. Bei dem Beispiel nach Fig. 16 werden die in ihr gezeigten spektralen Signale von der in Fig. 12 gezeigten Transformationsschaltung erzeugt. Fig. 16 zeigt den Pegel des absoluten Wert es der bei der MDCT erhaltenen und in dB-Werte umgewandelten spektralen Signale.
Bei der Fig. 16 wird das Eingangssignal für jeden von voreingestellten Zeitrahmen oder Blöcken in 64 spektrale Signale umgewandelt. Diese spektralen Signale werden bei der Fig. 16 in fünf voreingestellte Bänder b1 bis b5 gruppiert. Jedes dieser Bänder wird hier als eine Codierungseinheit bezeichnet. Die Bandbreiten der Codierungseinheiten sind so gewählt, dass sie im unteren Bereich schmaler und im höheren Bereich breiter sind, um die Erzeugung des Quantisierungsrauschens in Übereinstimmung mit Charakteristiken des menschlichen Gehörsinns zu kontrollieren.
Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren sind jedoch die Bereiche zur Quantisierung der Frequenzkomponenten fest. Folglich wird es, wenn spektrale Komponenten in der Nähe mehrerer spezifizierter Frequenzen konzentriert sind und wenn diese spektralen Komponenten mit ausreichender Genauigkeit zu quantisieren sind, notwendig, einer zum gleichen Band gehörenden großen Zahl spektraler Komponenten mehr Bits als den spektralen Komponenten zuzuteilen.
Das heißt, wenn für jedes der voreingestellten Bänder eine Normierung ausgeführt wird, wird die Normierung auf der Basis des größeren Normierungskoeffizienten ausgeführt, der von tonalen Komponenten in dem Band b3, das tonale Komponenten enthält, bestimmt ist.
Generell ist das Geräusch bzw. Rauschen, das in einem tonalen akustischen Signal, bei dem die spektrale Energie bei einer speziellen Frequenz konzentriert ist, enthalten ist, für das Ohr unangenehmer oder härter als das Rauschen, das zu einem akustischen Signal addiert ist, dessen Energie gleichmäßig über einen breiten Frequenzbereich verteilt ist, und es stellt folglich für den menschlichen Gehörsinn eine beträchtliche Behinderung dar. Wird außerdem die eine größere Energie aufweisende spektrale Komponente, das heißt die tonale Komponente, nicht mit ausreichender Genauigkeit quantisiert, wird eine Block-zu-Block-Verzerrung größer, wenn die spektralen Komponenten als Wellenformsignale auf der Zeitachse wiederhergestellt und mit zeitlich vorhergehenden und folgenden Blöcken kombiniert werden. Das heißt, es wird eine beträchtliche Verbindungsverzerrung erzeugt, wenn die wiederhergestellten Blocksignale mit dem zeitlich benachbarten Blocksignalen kombiniert werden, was wiederum für den menschlichen Gehörsinn eine bedeutende Behinderung darstellt. Aus diesem Grund müssen die tonalen Komponenten zur Codierung unter Verwendung einer ausreichend großen Zahl Bits quantisiert werden. Wird jedoch die Quantierungsgenauigkeit wie oben beschrieben für jedes der voreingestellten Frequenzbänder eingestellt, muss einer großen Zahl spektraler Komponenten in der die tonalen Komponenten enthaltenden Codierungseinheit eine große Zahl Bits zugeteilt werden, wodurch die Codierungseffizienz erniedrigt wird. Infolgedessen ist es schwierig, die Codierungseffizienz für tonale akustische Signale ohne Erniedrigung der Tonqualität zu verbessern.
Zur Überwindung eines solchen Nachteils hat der gegenwärtige Rechtsinhaber in der JP-Patentanmeldung Nr. 5-152865 (1993) und der JP-Patentanmeldung Nr. 5-183322, die am Anmeldedatum der vorliegenden Erfindung nicht offengelegt waren, ein Codierungsverfahren vorgeschlagen, bei dem zur Realisierung einer hohen Codierungseffizienz das akustische Eingangssignal in eine tonale Komponente, die eine Energiekonzentration bei einer speziellen Frequenz zeigt, und eine Komponente, die eine gleichmäßige Energieverteilung über einem breiten Frequenzbereich zeigt, geteilt wird und an jeder der Komponenten eine Codierung ausgeführt wird.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden zur Realisierung einer Codierung mit einer höheren Effizienz als bei dem oben beschriebenen Verfahren der Quantisierung der Frequenzkomponenten für die voreingestellten Bänder die tonalen Komponenten über einem extrem schmalen Bereich auf der Frequenzachse mit hoher Genauigkeit quantisiert und zusammen mit der Position auf der Frequenzachse auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet. Infolgedessen wird unter einem Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens zur Codierung eine voreingestellte Zahl spektraler Komponenten, die um die spektrale Komponente der lokalen maximalen Energie jeder tonalen Komponente zentriert sind, normiert und quantisiert. Die Inhalte der obigen Patentanmeldungen sind hier zitiert, da sie im Besitz des Rechtsinhabers der vorliegenden Anmeldung sind.
Jedoch sind die akustische Signale bildenden spektralen Komponenten komplex, und eine tonale Komponente hat eine diskrete Art und Weise der Verteilung der konstituierenden spektralen Elemente. Das heißt, im Fall beispielsweise einer Sinuswelle nimmt die spektrale Komponente mit zunehmender Entfernung von ihrer Frequenz in der Energie schnell ab, und im Wesentlichen die ganze Energie ist in einer extrem kleinen Zahl spektraler Komponenten konzentriert.
Obgleich die tonalen Komponenten aus den von einem gewöhnlichen Musikinstrument erzeugten Ton extrahiert werden können, ist die Energieverteilung der jede tonale Komponente bildenden spektralen Elemente wegen Frequenzfluktuationen während der musikalischen Vorführung nicht so scharf bzw. spitz wie bei der Sinuswelle. Andererseits variiert die Art und Weise der Verteilung der die tonale Komponente bildenden spektralen Elemente von einem Musikinstrument zu einem anderen beträchtlich.
Wenn zur Normierung und Quantisierung einer voreingestellten Zahl spektraler Elemente, die um das spektrale Element maximaler Energie jeder tonalen Komponente zentriert sind, die Zahl der spektralen Elemente erhöht wird, werden auch spektrale Elemente extrem kleiner Größen, die vom zentralen spektralen Element entfernt werden und die im Hinblick auf psychoakustische Effekte im Vergleich zu den tonalen Komponenten mit extrem scharfer bzw. spitzer spektraler Energieverteilung außer Betracht bleiben können, quantisiert. Infolgedessen ist eine voreingestellte Zahl Bits erforderlich, welche die Codierungseffizienz verschlechtert.
Wenn umgekehrt die Zahl spektraler Elemente erniedrigt wird, müssen solche spektralen Komponenten, die im Hinblick auf die psychoakustischen Effekte in Bezug auf die tonale Komponente mit der weniger spitzen spektralen Energieverteilung nicht außer Betracht bleiben können, separat von der tonalen Komponente codiert werden, wodurch die Codierungseffizienz insgesamt erniedrigt wird.
EP-A2-0507499 zeigt ein Verfahren, das den oben beschriebenen ziemlich ähnlich ist und bei dem ein Block geteilt und ein Blockgleiten ausgeführt wird, wenn die Tonalität des Signals hoch ist, wobei das Verfahren eine Trennung in ein erstes und zweites Signal und eine Codierung der Signale verwendet. Aus EP-A2-0424016 geht ein Verfahren zum Bestimmen des das wahrgenommene Rauschen bildenden Pegels durch Verwendung des Tonalitätsindexes des Signals hervor.

Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf den oben gezeigten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Signal- Codierungs/Decodierungs-Gerät, das die Codierungseffizienz ohne Verschlechterung der Tonqualität für vor allem tonale akustische Signale verbessern kann, und ein Aufzeichnungsmedium zur Aufzeichnung von durch das Signalcodierungsgerät verarbeiteten Signalen bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Codierung eines Eingangssignals bereitgestellt, das die Schritte aufweist: Zerlegen der Eingangssignals in Frequenzkomponenten, Trennen der Frequenzkomponenten in ein aus mehreren tonalen Komponenten bestehendes erstes Signal und ein aus anderen Komponenten bestehendes zweites Signal, wobei die Zahl der die tonalen Komponenten bildenden Frequenzkomponenten variabel ist, Codieren des ersten Signals, Codieren des zweiten Signals, und Codieren einer die Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigenden Information.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Gerät zur Codierung eines Eingangssignals bereitgestellt, das aufweist: eine Einheit zur Zerlegung des Eingangssignals in Frequenzkomponenten, eine Einheit zur Trennung der Frequenzkomponenten in ein aus mehreren tonalen Komponenten bestehendes erstes Signal und ein aus anderen Komponenten bestehendes zweites Eingangssignal, wobei die Zahl der die tonalen Komponenten bildenden Frequenzkomponenten variabel ist, eine Einheit zur Codierung des ersten Signals, eine Einheit zur Codierung des zweiten Signals und eine Einheit zur Codierung einer die Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigenden Information.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Signalaufzeichnungsmedium, auf dem ein codiertes Signal aufgezeichnet ist, bereitgestellt, wobei das Aufzeichnungsmedium durch die Schritte gebildet ist: Zerlegen eines Eingangssignals in Frequenzkomponenten, Trennen der Frequenzkomponenten in ein aus mehreren tonalen Komponenten bestehendes erstes Signal und ein aus anderen Komponenten bestehendes zweites Signal, wobei die Zahl der die tonalen Komponenten bildenden Frequenzkomponenten variabel ist, Codieren des ersten Signals, Codieren des zweiten Signals und Aufzeichnen des codierten ersten Signals, des codierten zweiten Signals und der die Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigenden codierten Information auf dem Aufzeichnungsmedium.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Signalaufzeichnungsmedium, auf dem codierte Signale aufgezeichnet sind, bereitgestellt, wobei auf diesem Information über mehrere tonale Komponenten und Information über Geräusch- bzw. Rauschkomponenten getrennt aufgezeichnet ist, und wobei die Information über die tonalen Komponenten Information, welche die Zahl von jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigt, aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Decodieren eines codierten Signals bereitgestellt, das die Schritte aufweist: Decodieren eines aus mehreren tonalen Komponenten bestehenden ersten Signals zum Erzeugen eines ersten decodierten Signals, Decodieren eines aus Geräusch- bzw. Geräuschkomponenten bestehenden zweiten Signals zum Erzeugen eines zweiten decodierten Signals und Kombinieren des ersten und zweiten decodierten Signals und invers Transformieren der kombinierten Signale oder separat invers Transformieren des ersten und zweiten decodierten Signals und Kombinieren der invers transformierten Signale, wobei der Schritt des Kombinierens und invers Transformierens auf der Basis von Information, welche die Zahl von jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigt, ausgeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Gerät zur Decodierung eines codierten Signals bereitgestellt, das aufweist: eine erste Decodierungseinheit zur Decodierung eines aus mehreren tonalen Komponenten bestehenden ersten Signals zur Erzeugung eines ersten decodierten Signals, einer zweiten Decodierungseinheit zur Decodierung eines aus Rausch- bzw. Geräuschkomponenten bestehenden zweiten Signals zur Erzeugung eines zweiten decodierten Signals und eine Kombinations- und Inverstransformationseinheit zum Kombinieren des ersten und zweiten decodierten Signals und invers Transformieren der kombinierten Signale oder separat invers Transformieren des ersten und zweiten decodierten Signals und Kombinieren der invers transformierten Signale, wobei die Kombinations- und Inverstransformationseinheit die Kombinationsoperation auf der Basis von Information, welche die Zahl von jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigt, ausführt.
Bei der Signalcodierungseinheit der vorliegenden Erfindung können tonale Signale in Abhängigkeit von der Art und Weise der Verteilung ihrer spektralen Energie effizient codiert werden, so dass die Codierung mit einer insgesamt höheren Effizienz zu erzielt wird. Das heißt, die tonalen akustischen Signale können vor allem ohne Verschlechterung der Tonqualität bei verbesserter Coderungseffizienz codiert werden. Sollten folglich die kompressionscodierten Signale auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden, kann die Aufzeichnungskapazität effektiv genutzt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer Codierungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer Decodierungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm, das die Operationsfolge in einer Signalkomponententrennschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 stellt eine tonale Komponente bei der Signalcodierung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 dar.
Fig. 5 stellt eine Rausch- bzw. Geräuschkomponente bei der Signalcodierung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 dar.
Fig. 6 stellt die Art und Weise dar, in der die Zahl von die tonalen Komponenten bildenden spektralen Elementen bei der Signalcodierung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 variabel gemacht ist.
Fig. 7 stellt die Rausch- bzw. Geräuschkomponenten dar, wenn die Zahl der die tonale Komponente bildenden spektralen Elemente bei der Signalcodierung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 variabel gemacht ist.
Fig. 8 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Operationsfolge zur Bestimmung der Zahl spektraler Elemente von tonalen Komponenten, die bei der Signalverarbeitung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 als die tonalen Komponenten registriert werden.
Fig. 9 stellt die Aufzeichnung einer Codekette dar, die durch Signalcodierung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 erhalten wird.
Fig. 10 stellt die Aufzeichnung einer anderen Codekette dar, die durch Signalcodierung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 erhalten wird.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer herkömmlichen Codierungseinrichtung zeigt.
Fig. 12 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Transformationsschaltung der Ausführungsform nach Fig. 1 und der herkömmlichen Codierungseinrichtung zeigt.
Fig. 13 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Signalkomponenten-Codierungsschaltung der Ausführungsform nach Fig. 1 und der herkömmlichen Codierungsschaltung zeigt.
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer herkömmlichen Decodierungseinrichtung zeigt.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Inverstransformationsschaltung der Ausführungsform nach Fig. 1 und der herkömmlichen Decodierungseinrichtung zeigt.
Fig. 16 stellt das Codierungsverfahren mit der Technik des Standes der Technik dar.
Fig. 17 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Kombinations- und Inverstransformationseinheit einer anderen Ausführungsform zeigt.
Fig. 18 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Codierungseinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Konfiguration einer Signalcodierungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Fig. 1 wird einem Anschluss 600 ein akustisches Wellenformsignal zugeführt. Das akustische Wellenformsignal wird durch eine Transformationsschaltung 601 in Signalfrequenzkomponenten umgewandelt, die zu einer Signalkomponenten-Trennschaltung 602 geleitet werden.
Die Signalkomponenten-Trennschaltung 602 trennt die Signalfrequenzkomponenten aus der Transformationsschaltung 601 in tonale Komponenten, deren jede eine scharfe bzw. spitze spektrale Verteilung aufweist, und in Geräusch- bzw. Rauschkomponenten, deren jede andere Signalfrequenzkomponenten aufweist, das heißt die eine flache spektrale Verteilung darbietet. Die tonalen Komponenten, welche die spitze spektrale Verteilung aufweisen, werden von einer Tonalkomponenten- Codierungsschaltung 603 codiert, während die Rauschkomponenten, welche die Signalkomponenten sind, die von denen, welche die spitzen spektralen Komponenten aufweisen, verschieden sind, von einer Rauschkomponenten-Codierungsschaltung 604 codiert werden. Ausgangssignale der Tonalkomponenten- Codierungsschaltung 603 und der Rauschkomponenten- Codierungsschaltung 604 werden von einer Codekette- Erzeugungsschaltung 605 zur Erzeugung einer Ausgangscodekette verarbeitet. Ein ECC-Codierer 606 bringt an der Ausgangscodekette der Codekette-Erzeugungsschaltung 605 einen Fehlerkorrekturcode an. Ein Ausgangssignal des ECC-Codierers 606 wird von einer EFM-Schaltung 607 moduliert, um einem Aufzeichnungskopf 608 zugeführt zu werden. Der Aufzeichnungskopf 608 zeichnet die Ausgangscodekette der EFM-Schaltung 607 auf einer Platte 609 auf. Die Signalkomponenten-Trennschaltung 602 gibt die Information über die Zahl tonaler Komponenten, Positionsinformationsdaten und die Information über die Zahl spektraler Elemente wie später erläutert an die Codekette- Erzeugungsschaltung 605 aus.
Für die Transformationsschaltung 601 kann eine zu der in Fig. 12 gezeigten ähnliche Konfiguration verwendet werden. Natürlich kann die Transformationsschaltung 601 in einer von der in Fig. 12 gezeigten Konfiguration verschiedenen Art und Weise ausgebildet sein. Beispielweise kann das Eingangssignal durch MDCT direkt in spektrale Signale transformiert werden, während die Transformation in spektrale Signale durch DFT oder DCT anstelle von MDCT ausgeführt werden kann.
Wenngleich das Signal von einem Frequenzteilungsfilter in Bandkomponenten separiert werden kann, kann durch die vorliegende Codierungseinrichtung das Codierungsverfahren in Fällen, bei denen die Signalenergie bei einer speziellen Frequenz konzentriert ist, effektiver ausgeführt werden. Es ist deshalb empfehlenswert, das Verfahren zur Umwandlung des Eingangssignals in spektrale Komponenten durch die oben erwähnte Orthogonaltransformation, bei der eine große Zahl Frequenzkomponenten mit einer geringeren Zahl arithmetisch logischer Operationen erhalten werden kann, auszuführen.
Außerdem können die Tonalkomponenten-Codierungsschaltung 603 und die Rauschkomponenten-Codierungsschaltung 604 durch eine zu der in Fig. 13 gezeigten Konfiguration ähnliche Konfiguration implementiert werden.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Konfiguration einer Signaldecodierungseinrichtung zur Decodierung der von der in Fig. 1 gezeigten Codierungseinheit codierten Signale.
Nach Fig. 2 wird die von der Platte 609 durch einen Wiedergabekopf 708 erzeugte Codekette einer EFM- Demodulationsschaltung 709 zugeführt, welche die eingegebene Codekette demoduliert. Die demodulierte Codekette wird einem ECC-Decodierer 710 zugeleitet, bei dem eine Fehlerkorrektur ausgeführt wird. Eine Codekette-Zerlegungsschaltung 701 erkennt, welcher Abschnitt der Codekette mit der tonalen Komponente korrespondiert, und trennt die eingegebene Codekette in den Code der tonalen Komponenten und den Code der Rauschkomponente. Die Codekette-Trennschaltung 701 trennt die Positionsinformation der tonalen Komponente und die Information über die Zahl der spektralen Elemente aus der eingegebenen Codekette und gibt die getrennte Information an eine nachgeordnete Kombinationsschaltung 704. Der Code der tonalen Komponente und der Code der Rauschkomponente werden zu einer Tonalkomponenten-Decodierungsschaltung 702 bzw. einer Rauschkomponenten-Decodierungsschaltung 703 zur Dequantisierung und Denormierung für die Decodierung geleitet. Die decodierten Signale aus der Tonalkomponenten-Decodierungsschaltung 702 und der Rauschkomponenten-Decodierungsschaltung 703 werden zu einer Kombinationsschaltung 704 geleitet, die eine Kombinationsoperation ausführt, welche die zu der von der Signalkomponenten-Trennschaltung 602 nach Fig. 1 ausgeführten Trennoperation umgekehrt ist. Auf der Basis der Positionsinformation für die tonalen Komponenten und der Information über die Zahl der von der Codekette-Trennschaltung 701 zugeführten spektralen Komponenten addiert die Kombinationsschaltung 704 die decodierten Signale der tonalen Komponenten zu einer voreingestellten Position der decodierten Signale der Rauschkomponenten zum Kombinieren der Rauschkomponenten und der tonalen Komponenten auf der Frequenzachse. Die synthetisierten decodierten Signale werden von einer Inverstransformationsschaltung 705 transformiert, die eine inverse Transformation ausführt, welche zu der von der in Fig. 1 gezeigten Transformationsschaltung ausgeführten Transformation umgekehrt ist, und werden dadurch aus den Signalen auf der Frequenzachse als die ursprünglichen akustischen Wellenformsignale auf der Zeitachse wiederhergestellt. Ausgangswellenformsignale der Inverstransformationsschaltung 705 werden an einen Anschluss 705 ausgegeben. Die Folge, in der die inverse Transformation und die Kombination ausgeführt werden, kann umgekehrt sein, in welchem Fall eine in Fig. 2 gezeigte Kombinations- und Inverstransformationseinheit 711 wie in Fig. 17 gezeigt aufgebaut ist. Eine Inverstransformationsschaltung 712 invers transformiert die decodierten Rauschkomponentensignale auf der Frequenzachse aus der Rauschkomponenten- Decodierungsschaltung 703 in die Rauschkomponentensignale auf der Zeitachse. Eine Inverstransformationsschaltung 713 ordnet decodierte Signale der tonalen Komponenten aus der Tonalkomponenten-Decodierungsschaltung 702 bei den Positionen auf der Frequenzachse an, wie sie von der Information über die Zahl spektraler Elemente und der Information über die von der Tonalkomponenten-Trennschaltung 701 zugeführten tonalen Komponenten angezeigt werden, und invers transformiert die decodierten Signale der tonalen Komponenten, um tonale Komponentensignale auf der Zeitachse zu erzeugen. Eine Kombinationsschaltung 714 kombiniert die Rauschkomponentensignale auf der Zeitachse aus der Inverstransformationsschaltung 712 und die tonalen Komponentensignale auf der Zeitachse aus der Inverstransformationsschaltung 713, um die ursprünglichen akustischen Wellenformkomponentensignale zu regenerieren.
Für die Inverstransformationsschaltungen 705, 712 und 713 kann eine in Verbindung mit Fig. 15 gezeigte und beschriebene Konfiguration verwendet werden.
Fig. 3 zeigt die Operationsfolge zum Trennen tonaler Komponenten in der Signalkomponenten-Trennschaltung 602 der in Fig. 1 gezeigten Codierungseinheit.
In der Fig. 3 bezeichnen I und N die Seriennummer der spektralen Signale und bzw. die Gesamtzahl der spektralen Signale. P und R bezeichnen andererseits voreingestellte Koeffizienten. Was die tonalen Komponenten betrifft, werden in dem Fall, dass der absolute Wert eines gegebenen spektralen Signals lokal größer als andere spektrale Signale ist und um mehr als ein voreingestellter Wert größer als der maximale absolute Wert der spektralen Signale im Zeitrahmen oder Block ist (Rahmen oder Block auf der Basis, welche Orthogonaltransformation ausgeführt wird), und die Summe aus der Energie des spektralen Signals und der Energie benachbarter spektraler Elemente, beispielsweise der spektralen Elemente auf beiden Seiten des spektralen Signals, mehr als ein voreingestelltes Verhältnis zur Energie in einem das spektrale Signal enthaltenden voreingestellten Band beträgt, das spektrale Signal und die spektralen Signale auf beiden Seiten des spektralen Signals so angesehen, als seien sie tonale Komponenten. Das voreingestellte Band kann so gewählt sein, dass es in Richtung zu niedrigeren und höheren Frequenzen schmaler bzw. breiter wird, indem sie beispielsweise mit kritischen Bandbreiten zusammenfallen, um die Charakteristiken des Gehörsinns zu berücksichtigen.
Nach Fig. 3 wird beim Schritt S1 der absolute Wert des maximalen spektralen Elements in eine Variable A&sub0; substituiert, und bei einem Schritt S2 wird die Seriennummer der spektralen Signale auf 1 gesetzt. Beim nächsten Schritt S3 wird ein absoluter Wert eines gewissen spektralen Elements in eine variable A substituiert.
Bei einem Schritt S4 wird geprüft, ob der absolute Wert des spektralen Elements der absolute Wert des lokal maximalen spektralen Signals, das heißt der absolute Wert des spektralen Signals lokal größer als andere nahebei liegende spektrale Komponenten ist oder nicht. Wenn das Ergebnis NEIN ist, das heißt wenn der absolute Wert des spektralen Elements nicht der absolute Wert des lokal maximalen spektralen Signals ist, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S10. Wenn das Ergebnis JA ist, das heißt wenn der absolute Wert des spektralen Elements der absolute Wert des lokal maximalen spektralen Signals ist, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S5.
Beim Schritt S5 wird geprüft, was größer ist, das Verhältnis der Variablen A des Absolutwertes des lokal maximalen spektralen Elements zum absoluten Wert A&sub0; des absoluten Wertes des maximalen spektralen Elements in dem den absoluten Wert des lokalen maximalen spektralen Elements enthaltenden Zeitblock oder der eine voreingestellte Größe darstellende Koeffizienten P (A/A&sub0; > P?). Ist das Ergebnis JA, das heißt, Ist A/A&sub0; größer als P, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S6. Ist das Ergebnis NEIN, das heißt, ist A/A&sub0; nicht größer als P, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S10.
Beim Schritt S6 wird die Energie von spektralen Elementen, die dem absoluten Wert des spektralen Elements (absoluter Wert des lokal maximalen spektralen Elements) benachbart sind, beispielsweise die Summe von Energiewerten der spektralen Elemente auf jeder Seite des absoluten Wertes des lokal maximalen spektralen Elements in eine Variable X substituiert. Beim nächsten Schritt S7 wird die Energie in dem den absoluten Wert des lokal maximalen spektralen Elements und der benachbarten spektralen Elemente enthaltenden voreingestellten Bandes in eine Variable Y substituiert.
Beim nächsten Schritt S8 wird geprüft, was größer ist, das Verhältnis der Variablen X des obigen Energiewertes zur Variablen Y für die Energie des voreingestellten Bandes oder der ein voreingestelltes Verhältnis darstellende Koeffizient R (X/Y > R?). Ist das Ergebnis JA, das heißt, ist X/Y größer als R, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S9. Ist das Ergebnis NEIN, das heißt, ist X/Y nicht größer als R, geht die Verarbeitung zum Schritt S10.
Beim Schritt S9 wird das Signal des absoluten Wertes des lokal maximalen spektralen Elements und eine dazu benachbarte Zahl spektraler Signale als tonale Komponenten betrachtet, und dieser Effekt wird registriert.
Beim nächsten Schritt S10 wird geprüft, ob die Zahl I des beim Schritt S9 registrierten spektralen Signals gleich der Gesamtzahl N der spektralen Signale (I = N?) ist oder nicht. Ist das Ergebnis JA, kommt die Verarbeitung zu einem Ende. Ist das Ergebnis NEIN, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S11. Beim Schritt S11 wird die Seriennummer der spektralen Signale um 1 erhöht (I = I + 1), wonach die Verarbeitung zum Schritt S3 zurückkehrt. Es wird die oben erwähnte Operationenfolge wiederholt.
Fig. 4 zeigt das Beispiel eines Falles, bei dem die Zahl von eine tonale Komponente bildenden spektralen Signale fest ist.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel sind speziell vier tonale Komponenten TCA, TCB, TCC, TCD gezeigt. Wie im Beispiel nach Fig. 4 gezeigt sind diese tonalen Komponenten auf wenige spektrale Signale konzentriert, so dass beim Quantisieren dieser Komponenten mit hoher Genauigkeit die Zahl Bits insgesamt nicht erhöht wird. Obgleich die Codierungseffizienz durch Normieren und nachfolgendes Quantisieren der tonalen Komponenten verbessert werden kann, kann die Verarbeitung zur Normierung und Requantisierung zur Vereinfachung des Aufbaus fortgelassen werden, da es eine kleinere Zahl der spektralen Signale sind, welche die tonale Komponente bilden.
Fig. 5 zeigt die Rauschkomponenten, das heißt die ursprünglichen spektralen Signale abzüglich der tonalen Komponenten.
Bezugnehmend auf die Fig. 5 nehmen, da die tonalen Komponenten aus den ursprünglichen spektralen Signalen in den Bändern b1 bis b5 eliminiert sind, die Normierungskoeffizienten in den Codierungseinheiten kleinere Werte an, so dass das Quantisierungsrauschen auch bei der kleineren Zahl Bits vermindert werden kann.
Durch derartiges Trennen der tonalen Komponenten von den Rauschkomponenten kann eine Codierung mit einer höheren Codierungseffizienz als mit dem Verfahren zum Ausführen sowohl der Normierung als auch Quantisierung für jedes der festen Bänder realisiert werden. Jedoch ist die Zahl von jede tonale Komponente bildenden spektralen Signale auf 5 fixiert, das heißt auf das Signal des absoluten Wertes des lokal maximalen spektralen Signals und jeweils zwei Signale auf der höheren und niedrigeren Seite des Signals, so dass, wie bei den Bändern b2 und b3 nach Fig. 5 gezeigt, bei den von den in Fig. 4 gezeigten tonalen Komponenten TCB befreiten Rauschkomponenten größere spektrale Signale zurückbleiben. Folglich werden für die Bänder b2 und b3 in Fig. 5 diese Rauschkomponenten mit einem größeren Normierungskoeffizienten normiert und quantisiert, so dass die Codierungseffizienz erniedrigt wird. Von diesen Rauschkomponenten können die größeren Signale als die verbleibenden tonalen Komponenten extrahiert werden, um den Wert des Normierungskoeffizienten für die Rauschkomponenten zu erniedrigen. Jedoch wird es in einem solchen Fall notwendig, neue tonale Komponenten zu codieren.
Was andererseits die in Fig. 4 gezeigten tonalen Komponenten TCC, TCD betrifft, werden auch die von dem lokal maximalen spektralen Element entfernten spektralen Elemente als tonale codiert. Da jedoch zum Quantisieren tonaler Komponenten mit hoher Genauigkeit eine größere Zahl Bits erforderlich sind, würde die Codierungseffizienz erniedrigt, wenn die spektralen Elemente, die eine so kleine Energie wie tonale aufweisen, codiert würden.
Infolgedessen wird bei der Einheit der vorliegenden Erfindung die Zahl der spektralen Signale, welche die tonalen Komponenten bilden, variabel gemacht. Das heißt, fünf spektrale Komponenten einschließlich einer leeren spektralen Komponente der Größe Null und sieben spektrale Komponenten, die um das Signal des absoluten Wertes des lokalen maximalen spektralen Signals zentriert sind, bilden jeweils die tonalen Komponenten TCA und TCB. Ähnlich bilden drei spektrale Komponenten, die ähnlich um das Signal des absoluten Wertes des lokal maximalen spektralen Signals zentriert sind, die tonalen Komponenten TCC und TCD.
Fig. 7 zeigt die Verteilung der von diesen tonalen Komponenten befreiten Rauschkomponenten. Einem Vergleich mit Fig. 5 ist zu entnehmen, dass der kleinere Wert als die Normierungskoeffizienten für die Bänder b2 und b3 zur Verbesserung der Codierungseffizienz verwendet werden kann. Die Zahl der spektralen Signale der tonalen Komponenten TCC, TCD wird zu einer weiteren Verbesserung der Codierungseffizienz erniedrigt.
Fig. 8 zeigt eine typische Operationsfrequenz zur Bestimmung der Zahl der in Fig. 3 als tonal registrierten spektralen Signale der tonalen Komponenten.
Bei Fig. 8 ist die maximale Zahl spektraler Signale tonaler Komponenten auf 7 eingestellt. Wenn die Energie von drei oder fünf spektralen Komponenten, die um das Signal des absoluten Wertes der lokal maximalen spektralen Komponente zentriert sind, ein vorbestimmtes Verhältnis relativ zu der Energie der sieben spektralen Komponenten, die um das Signal des absoluten Wertes der lokal maximalen spektralen Komponente zentriert sind, überschreitet, wird die Zahl der spektralen Elemente der tonalen Komponente auf 3 bzw. 5 eingestellt. Obgleich vorregistrierte tonale Komponenten wie oben beschrieben klassifiziert werden, kann die Klassifizierungsoperation auch zum Zeitpunkt der Extraktion der tonalen Komponenten ausgeführt werden.
Bei Fig. 8 wird beim Schritt S21 die Zahl registrierter tonaler Komponenten als eine Variable M eingestellt, und beim Schritt S22 wird die Seriennummer der spektralen Signale I auf 1 eingestellt. Beim Schritt S23 wird die Energie von sieben spektralen Elementen, die dem lokal maximalen spektralen Element benachbart sind, in die Variable Y substituiert. Die Energie von drei spektralen Elementen, die der lokal maximalen spektralen Komponente benachbart sind, wird beim Schritt S24 in eine Variable X substituiert.
Beim nächsten Schritt S25 wird geprüft, ob das Verhältnis der Energie der benachbarten sieben spektralen Elemente zur Energie der drei spektralen Elemente (X/Y) eine vorbestimmte Größe P überschreitet oder nicht (X/Y > P?). Ist beim Schritt S25 das Ergebnis JA, das heißt, ist die Größe P überschritten, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S26. Ist das Ergebnis NEIN, das heißt, ist die Größe P nicht überschritten, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S27.
Die Zahl konstituierender spektraler Elemente der tonalen Komponente wird beim Schritt S26 auf drei, das heißt auf drei tonale spektrale Komponenten eingestellt. Die Verarbeitung geht dann zu einem wie später erläuterten Schritt S31.
Beim Schritt S27 wird die Energie von fünf benachbarten spektralen Elementen, die um eine lokal maximale spektrale Komponente zentriert sind, in die Variable X substituiert.
Beim nächsten Schritt S28 wird geprüft, ob das Verhältnis der Energie der benachbarten sieben spektralen Elemente zur Energie der fünf spektralen Elemente (X/Y) eine vorbestimmte Größe P überschreitet oder nicht (X/Y > P?). Ist das Ergebnis beim Schritt S25 JA, das heißt, ist die Größe P überschritten, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S29. Ist das Ergebnis NEIN, das heißt, ist die Größe P nicht überschritten, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S30.
Die Zahl konstituierender spektraler Elemente der tonalen Komponente wird beim Schritt S29 auf fünf, das heißt auf fünf tonale spektrale Komponenten eingestellt. Die Verarbeitung geht dann zu dem wie später erläuterten Schritt S31.
Die Zahl konstituierender spektraler Elemente der tonalen Komponente wird beim Schritt S30 auf sieben, das heißt auf sieben tonale spektrale Komponenten eingestellt. Die Verarbeitung geht dann zum wie später erläuterten Schritt S31.
Beim Schritt S31 wird geprüft, ob die Zahl M der bei den Schritten S26, S29 und S30 registrierten tonalen Komponenten gleich der Seriennummer des spektralen Signals ist oder nicht (I = M?). Ist das Ergebnis JA, das heißt, gilt I = M, kommt die Verarbeitung zu einem Ende. Andernfalls geht die Verarbeitung zu einem Schritt S32.
Beim Schritt S32 wird die Seriennummer I des spektralen Signals erhöht (I = I + 1), und die obige Operationsfolge wird wiederholt. Die Signalkomponenten-Trennschaltung 602 leitet die von der obigen Operationenfolge als tonale Komponente seiend gefundene Frequenzkomponente zur Tonalkomponenten-Codierungsschaltung 603, während sie die verbleibenden Frequenzkomponenten als Rauschkomponenten zur Rauschkomponenten-Codierungsschaltung 604 leitet. Die Signalkomponenten- Trennschaltung 602 leitet die Information über die Zahl der tonalen Komponenten, die Positionsinformation und die Information über die Zahl spektraler Elemente, welche die Zahl der jede tonale Komponente bildende konstituierenden spektralen Elemente anzeigt, zur Codekette-Erzeugungsschaltung 605.
Fig. 9 zeigt ein konkretes Beispiel einer Codekette im Fall, dass die spektralen Signale nach Fig. 6 unter Verwendung der Codierungseinrichtung der vorliegenden Erfindung codiert werden (die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Codeketten).
Nach Fig. 9 wird die Zahl ten von Informationsdaten der tonalen Komponenten (im Beispiel nach Fig. 6 gleich 4) zuerst auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet. Die Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium wird dann in der Folge der den in Fig. 6 gezeigten tonalen Komponenten TCA, TCB, TCC, TCD zugeordneten Information tcA, tcB, tcc, tcD über die tonalen Komponenten und der den in Fig. 6 gezeigten Bändern b1 bis b5 zugeordneten Information nc&sub1;, nc&sub2;, nc&sub3;, nc&sub4;, nc&sub5; über die Rauschkomponenten ausgeführt.
Als die Information über die tonale Komponente werden die Information über die Zahl spn spektraler Elemente, welche die Zahl konstituierender spektraler Elemente der tonalen Komponente anzeigt, die für die tonale Komponente TCB gleich sieben ist, die das zentrale Spektrum der tonalen Komponente anzeigende Information über die zentrale Information, die für tonale Komponente TCB beispielsweise gleich 15 ist, die Information über die Quantisierungsgenauigkeit, welche die Zahl Quantisierungsbits anzeigt, die beispielsweise gleich vier ist, und die Information über den Normierungskoeffizienten NP auf dem Aufzeichnungsmedium zusammen mit der Information über die normierten und quantisierten Signalkomponenten, beispielsweise die Informationsdaten SC&sub1;, SC&sub2;, SC&sub3;, ..., SC&sub7;, aufgezeichnet. Natürlich kann die Information über die Quantisierungsgenauigkeit fortgelassen werden, wenn die Quantisierungsgenauigkeit in Abhängigkeit von der Frequenz voreingestellt ist. Was die Positionsinformation für die tonalen Komponenten betrifft, kann die Position des niedrigsten Elements der tonalen Komponente, die für die tonale Komponente TCB gleich 12 ist, anstelle der oben erwähnten zentralen Positionsinformation aufgezeichnet werden.
In dem Fall der Information tcc über die tonalen Komponenten ist die Information spn über die Zahl der spektralen Elemente gleich 3, die Information CP über die zentrale Position gleich 31 und die Information QP über die Quantisierungsgenauigkeit gleich 6, wobei die Informationsdaten über die Signalkomponenten gleich SC&sub1;, SC&sub2; und SC&sub3; sind.
Was die Information über die Rauschkomponenten betrifft, werden die Information QP über die Quantisierungsgenauigkeit, die für die Information nc&sub1; über die tonalen Komponenten beispielsweise gleich 3 ist, und die Information NP über die Normierungskoeffizienten auf dem Aufzeichnungsmedium zusammen mit der Information über die normierten und quantisierten Signalkomponenten, beispielsweise die Informationsdaten SC&sub1;, SC&sub2;, SC&sub3;, ... SC&sub8;, aufgezeichnet.
Es kann eine von der in Fig. 9 gezeigten Struktur der Codekette verschiedene Anzahl Strukturen in Betracht gezogen werden, die bei der Codierung mit der Einrichtung der vorliegenden Erfindung erhaltenen werden. Fig. 10 zeigt ein Beispiel einer Codekettestruktur zur effizienten Aufzeichnung der Information über die Zahl spektraler tonaler Komponenten, wie sie bei der Anwendung des Codierungsverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform erforderlich ist.
Beim Beispiel nach Fig. 10 sind die tonalen Komponenten in Gruppen aufgezeichnet, deren jede die gleiche Zahl spektraler Elemente aufweist. Das heißt, bei dem vorliegenden Beispiel sind die Zahl tonaler Komponenten, die bei den drei spektralen tonalen Komponenten beispielsweise gleich zwei ist, und die Inhalte der tonalen Komponenten TCC, TCD (Informationsdaten tcC, tcD der tonalen Komponenten) aufgezeichnet, gefolgt von der Information, die alle tonalen Komponenten mit der Zahl der konstituierenden spektralen Elemente gleich fünf, beispielsweise die Zahl der Informationsdaten über die fünf spektralen Komponenten gleich 1 und die Information über die tonalen Komponenten tcA zeigt, und der Information, die alle tonalen Komponenten mit der Zahl der konstituierenden spektralen Elemente gleich sieben, beispielsweise die Zahl der Informationsdaten über die sieben spektralen tonalen Komponenten gleich 1 und die Information über die tonalen Komponenten tcB zeigt. Werden die tonalen Komponenten in Gruppen aufgezeichnet, deren jede aus der gleichen Zahl der konstituierenden spektralen Elemente gebildet ist, besteht keine Notwendigkeit zur Aufzeichnung der Daten über die Zahl der spektralen tonalen Komponenten, wodurch insbesondere im Fall einer großen Zahl der tonalen Komponenten eine effiziente Codierung ermöglicht wird.
Die Aufzeichnungsfolge kann von der oben gezeigten ebenfalls modifiziert werden. Als erstes Beispiel werden die Informationsdaten über die drei spektralen tonalen Komponenten, die Informationsdaten über die fünf spektralen tonalen Komponenten und die Informationsdaten über die sieben spektralen tonalen Komponenten in dieser Ordnung zuerst aufgezeichnet, gefolgt von den Informationsdaten über die Inhalte der tonalen Komponenten.
Obgleich die obige Beschreibung hauptsächlich auf die Codierung eines akustischen Signals gerichtet ist, kann das vorliegende Verfahren auch auf die Codierung von Wellenformsignalen generell angewendet werden. Jedoch kann das vorliegende Verfahren am effektivsten bei akustischen Signalen angewendet werden, da die Information über die tonalen Komponenten eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit den psychoakustischen Effekten spielt.
Obgleich die tonalen Komponenten vor der Codierung quantisiert und normiert werden, ist dies nicht verpflichtend, und die tonalen Komponenten, die nicht normiert und einfach quantisiert sind, können ebenfalls entsprechend dem Codierungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung codiert werden. Auch kann, wenn ein gewisser Code der spektralen Verteilung jedes Tones direkt zugeordnet ist, anstelle einer Quantisierung, auf die eine Codierung folgt, die Zahl der die tonalen Komponenten bildenden spektralen Elemente entsprechend dem Codierungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung geändert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den JP Patenanmeldungen Nr. 5-152865 (1993) und 5-183322 (1993) vorgeschlagenen verschiedenen Verfahren angewendet werden kann.
Das heißt, die Rauschkomponenten können effizienter codiert werden, indem Vorteil aus den Charakteristiken des menschlichen Gehörsinns gezogen wird. Beispielsweise arbeitet der Maskierungseffekt effektiv in der Nähe des tonalen Signals auf der Frequenzachse. Folglich wird bei Durchführung einer Codierung unter der Annahme, dass die Rauschkomponente in der Nähe der extrahierten tonalen Komponente gleich null ist, keine durch die Ohren wahrgenommene signifikante Differenz zwischen den aus den codierten Signalen decodierten akustischen Signalen und dem ursprünglichen Ton erzeugt. Mit diesem Verfahren kann eine Signalkompression auf extrem einfache Art und Weise erzielt werden, wenn die Codierungseinheit auf der Basis der kritischen Bandbreite aufgebaut ist.
Es ist auch möglich, die Größe einer voreingestellten Zahl spektraler Komponenten in der Nachbarschaft der tonalen Komponenten auf null zu reduzieren, anstelle der Reduzierung der Rauschkomponenten der Codierungseinheit auf null. Diese voreingestellte Zahl kann abhängig von der Frequenz der tonalen Komponenten auf der Basis von Charakteristiken des Gehörsinnes geändert so werden, dass sie in Richtung zu den niedrigeren und höheren Frequenzbereichen kleiner bzw. größer wird. Mit diesem Verfahren kann eine psychoakustisch effektive hocheffiziente Kompression durch einfachere Mittel erreicht werden. Da die Maskierung durch die tonalen Komponenten stark in Richtung zum höheren Frequenzbereich wirkt, kann der Bereich zur Reduzierung der Rauschkomponente auf null nicht symmetrisch eingestellt werden.
Die Rauschkomponenten können auch durch die in D. A. Huffman, A Method for Construction of Minimum Redundancy Codes, Proc. I.R.E., 40, Seite 1098 (1952) beschriebene sogenannte Variabellängencodierung codiert werden. Bei einem solchen Codierungsverfahren kann die Codierungseffizienz durch Zuteilen kürzerer Codelängen zu häufiger auftretenden Mustern verbessert werden. Solche Codes können mit dem oben erwähnten Verfahren zur Reduzierung der Rauschkomponenten auf null verwendet werden. Da insbesondere die Nullkomponenten häufig erscheinen, können zur Verbesserung der Codierungseffizienz der Nullcodes kürzerer Längen zugeteilt werden. Die Variabellängencodierung kann auch auf die tonalen Komponenten angewendet werden.
Das oben beschriebene Verfahren liegt in der Trennung der tonalen Komponente und ihrer Reduzierung und der in der Nähe liegenden Signale auf null und der nachfolgenden Codierung der Rauschkomponenten. Es ist jedoch möglich, codierte und nachfolgend decodierte tonale Komponenten von den ursprünglichen spektralen Signalen zu subtrahieren und das resultierende Differenzsignal zu codieren. Infolgedessen werden die spektralen Signale abzüglich der codierten und nachfolgend decodierten tonalen Komponenten codiert. Außerdem können die tonalen Komponenten von den spektralen Signalen extrahiert und zur Verbesserung der Codierungsgenauigkeit der spektralen Signale codiert werden. Eine Wiederholung des obigen Prozesses resultiert in einer verbesserten Codierungsgenauigkeit.
Bezugnehmend auf die Fig. 18 wird nun eine Signalcodierungseinrichtung zur Ausführung des obigen Verfahrens erläutert. Die gleichen Teile oder Komponenten wie in der Fig. 1 sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die korrespondierende Beschreibung wird der Einfachheit halber nicht ausgeführt.
Das von der Transformationsschaltung 601 erzeugte spektrale Signal wird über einen von einer Schaltersteuerungsschaltung 808 gesteuerten Schalter 801 zu einer Tonalkomponenten-Extraktionsschaltung 802 geleitet. Die Tonalkomponenten-Extraktionsschaltung 802 unterscheidet die tonalen Komponenten durch die in Verbindung mit den Fig. 3 und 8 beschriebene Verarbeitung und leitet nur die unterschiedenen tonalen Komponenten zur Tonalkomponenten-Codierungsschaltung 603. Die Tonalkomponenten-Extraktionsschaltung 802 gibt die Zahl der Informationsdaten über die tonalen Komponenten, die Information über die zentrale Position und die Zahl Informationsdaten, welche die Zahl spektraler Elemente der tonalen Komponenten anzeigt, an die Codekette-Erzeugungsschaltung 605 aus. Die Tonalkomponenten-Codierungsschaltung 603 normiert und quantisiert die eingegebenen tonalen Komponenten und leitet die normierten und quantisierten tonalen Komponenten einem lokalen Decodierer 804 und der Codekette- Erzeugungsschaltung 605 zu. Der lokale Decodierer 804 dequantisiert und denormiert die normierten und quantisierten tonalen Komponenten, um die ursprünglichen tonalen Komponenten wiederzugewinnen. Jedoch ist nun das Quantisierungsrauschen im wiedergewonnen Signal enthalten. Ein Ausgangssignal des lokalen Decodierers 804 wird als ein erstes decodiertes Signal zu einem additiven Knoten 805 geleitet. Die ursprünglichen spektralen Signale werden von der Transformationsschaltung 601 über einen von der Schaltersteuerungsschaltung 808 gesteuerten Schalter dem additiven Knoten 805 zugeführt. Der additive Knoten 805 subtrahiert das erste decodierte Signal vom ursprünglichen spektralen Signal, um ein erstes Differenzsignal auszugeben. Bei Beendigung der Extraktion der tonalen Komponenten, Codierung, Decodierung und Subtraktion in einer Operation wird das erste Differenzsignal über einen von einer Schaltersteuerungsschaltung 808 gesteuerten Schalter 807 der Rauschkomponenten-Codierungsschaltung 604 als die Rauschkomponente zugeführt. Bei wiederholter Extraktion der tonalen Komponenten, Codierung, Decodierung und Subtraktion wird das erste Differenzsignal über den Schalter 801 der Tonalkomponenten-Extraktionsschaltung 802 zugeleitet. Die Tonalkomponenten-Extraktionsschaltung 802, die Tonalkomponenten-Codierungsschaltung 603 und der lokale Decodierer 804 führen die gleiche Operation wie oben beschrieben aus, um ein zweites decodiertes Signal zu erzeugen, das dem additiven Knoten 805 zugeleitet wird, dem auch das erste Differenzsignal über den Schalter 806 zugeführt wird. Der additive Knoten 805 subtrahiert das zweite decodierte Signal vom ersten Differenzsignal, um ein zweites Differenzsignal auszugeben. Bei Beendigung der Extraktion der tonalen Komponenten, Codierung, Decodierung und Subtraktion in zwei Operationen wird das zweite Differenzsignal über den Schalter 807 der Rauschkomponenten-Codierungsschaltung 604 als die Rauschkomponente zugeleitet. Bei weiter wiederholter Extraktion der tonalen Komponenten, Codierung, Decodierung und Subtraktion werden von der Tonalkomponenten-Extraktionsschaltung 802, der Tonalkomponenten-Codierungsschaltung 603, dem lokalen Decodierer 804 und dem additiven Knoten 805 die gleichen Operationen wie oben beschrieben ausgeführt. Die Schaltersteuerungsschaltung 808 behält den Schwellenwert der Zahl der Informationsdaten der tonalen Komponenten bei und steuert den Schalter 807, um die Extraktion der tonalen Komponenten, Codierung, Decodierung und Subtraktion zu beenden, wenn die Zahl der Informationsdaten über die von der Tonalkomponenten-Extraktionsschaltung 802 zugeführten tonalen Komponenten den Schwellenwert überschreitet. Es ist auch möglich, die Extraktion der tonalen Komponenten, Codierung, Decodierung und Subtraktion zu dem Zeitpunkt zu beenden, bei dem die Extraktion der tonalen Komponenten endet. Bei Anwendung des obigen Verfahrens kann eine ausreichende Codierungsgenauigkeit aufrecht erhalten werden, selbst wenn die obere Grenze der Zahl Bits zur Quantisierung der tonalen Komponenten auf einen niedrigeren Wert eingestellt ist und folglich die Zahl Bits zur Aufzeichnung der Zahl Quantisierungsbits vorteilhafterweise verringert werden kann. Das vorliegende Verfahren zur Extraktion der tonalen Komponenten in mehreren Stufen in der oben beschriebenen Art und Weise kann nicht nur auf den Fall der Subtraktion eines zu den codierten und decodierten tonalen Komponenten äquivalenten Signals von den ursprünglichen spektralen Signalen angewendet werden, sondern auf den Fall der Reduzierung der spektralen Signale der extrahierten tonalen Komponenten auf null. Infolgedessen bedeutet ein Ausdruck wie "von tonalen Komponenten befreite Signale", dass diese zwei Fälle mit eingeschlossen sind.
Die Extraktion der tonalen Komponenten kann auf höhere Frequenzbänder beschränkt sein.
Ist bei der Ausführung einer Transformation in spektrale Signale generell eine ausreichende Frequenzauflösung im niedrigeren Frequenzbereich beizubehalten, muss der Umwandlungsbereich zur Transformation in spektrale Signale so gewählt werden, dass er länger ist. Jedoch kann dies nicht mit einer klein bemessenen Einrichtung ohne Schwierigkeiten erreicht werden. Zur Codierung der tonalen Komponenten ist es notwendig, die Information über die Normierung oder die Positionsinformation der tonalen Komponenten zu codieren. Sollte jedoch eine große Zahl schwer zu trennender tonaler Komponenten im niedrigeren Frequenzbereich existieren, ist es nicht günstig, die Informationsdaten in einer mit der Zahl der extrahierten tonalen Komponenten korrespondierenden Zahl zur Verbesserung der Codierungseffizienz aufzuzeichnen. Wenn demnach eine ausreichende Frequenzauflösung im niedrigeren Bereich nicht aufrecht erhalten werden kann, reicht es aus die tonalen Komponenten nur im hohen Frequenzbereich zu trennen und zu codieren.
Zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Frequenzauflösung im niedrigeren Frequenzbereich kann die Frequenzauflösung für den niedrigeren Bereich von dem für den höheren Frequenzbereich geändert werden.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein solches Aufzeichnungsmedium, auf dem unter Verwendung der oben beschriebenen Codierungseinheit codierte Signale aufgezeichnet sind. Das Aufzeichnungsmedium kann ein plattenförmiges Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise eine optische Platte, eine magnetooptische Platte, eine optische Platte vom Phasenänderungstyp oder eine magnetooptische Platte, ein bandförmiges Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise ein Magnetband und ein Halbleiteraufzeichnungsmedium wie beispielsweise eine Speicherkarte oder einen IC-Chip aufweisen.
Obgleich bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Codekette auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, kann sie auch über eine optische Faser übertragen werden.

Claims

1. Verfahren zur Codierung eines Eingangssignals, mit den Schritten:

Zerlegen (601) des Eingangssignals in Frequenzkomponenten,

Trennen (602) der Frequenzkomponenten in ein aus mehreren tonalen Komponenten bestehendes erstes Signal und ein aus anderen Komponenten bestehendes zweites Signal, wobei die Zahl der die tonalen Komponenten bildenden Frequenzkomponenten variabel ist,

Codieren (603) des ersten Signals,

Codieren (604) des zweiten Signals, und

Codieren einer die Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigenden Information.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zerlegen eine orthogonale Transformation ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Codierens des ersten Signals den Schritt eines Quantisierens des ersten Signals aufweist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Codierens des ersten Signals den Schritt eines Normierens des ersten Signals aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt eines Gruppierens (605) der jeweils aus der gleichen Zahl der Frequenzkomponenten bestehenden tonalen Komponenten in Codeketten aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingangssignal ein akustisches Signal ist.

7. Gerät zur Codierung eines Eingangssignals, mit:

einer Einrichtung (601) zur Zerlegung des Eingangssignals in Frequenzkomponenten,

einer Einrichtung (602) zur Trennung der Frequenzkomponenten in ein aus mehreren tonalen Komponenten bestehendes erstes Signal und ein aus anderen Komponenten bestehendes zweites Eingangssignal, wobei die Zahl der die tonalen Komponenten bildenden Frequenzkomponenten variabel ist,

einer Einrichtung (603) zur Codierung des ersten Signals,

einer Einrichtung (604) zur Codierung des zweiten Signals, und

einer Einrichtung (602) zur Codierung einer die Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigenden Information.

8. Gerät nach Anspruch 7, wobei die Zerlegung eine orthogonale Transformation ist.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, wobei die erste Codierungseinrichtung (603) eine Einrichtung zur Quantisierung des ersten Signals aufweist.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die erste Codierungseinrichtung (603) eine Einrichtung zu Normierung des ersten Signals aufweist.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, mit einer Einrichtung (605) zur Gruppierung der jeweils aus der gleichen Zahl der Frequenzkomponenten bestehenden tonalen Komponenten in Codeketten.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei das Eingangssignal ein akustisches Signal ist.

13. Signalaufzeichnungsmedium, auf dem ein codiertes Signal aufgezeichnet ist, wobei das Signal durch die Schritte gebildet ist:

Zerlegen (601) eines Eingangssignals in Frequenzkomponenten,

Codieren (603) des ersten Signals,

Codieren (604) des zweiten Signals,

Codieren (606) einer die Zahl der jede tonalen Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigenden Information, und Aufzeichnen (608) der codierten ersten Signale, der codierten zweiten Signale und der die Zahl der jede codierte tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigenden codierten Information auf dem Aufzeichnungsmedium (609).

14. Signalaufzeichnungsmedium nach Anspruch 13, wobei das Zerlegen eine orthogonale Transformation ist.

15. Signalaufzeichnungsmedium nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Schritt des Codierens (603) des ersten Signals ein Quantisieren des ersten Signals aufweist.

16. Signalaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Schritt des Codierens (603) des ersten Signals ein Normieren des ersten Signals aufweist.

17. Signalaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gebildet durch den zusätzlichen Schritt eines Gruppierens (605) der jeweils aus der gleichen Zahl der Frequenzkomponenten gebildeten tonalen Komponenten in Codeketten.

18. Signalaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das Eingangssignal ein akustisches Signal ist.

19. Signalaufzeichnungsmedium, auf dem Signale aufgezeichnet sind, wobei

auf ihm Information über mehrere tonale Komponenten (603) und Information über Rauschkomponenten (604) getrennt aufgezeichnet sind, und wobei

die Information über die tonalen Komponenten Information, welche die Zahl von jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigt, aufweist.

20. Signalaufzeichnungsmedium nach Anspruch 19, wobei die Information über die tonale Komponente eine Information über eine Normierung von Koeffizienten und eine Information über eine Quantisierungsgenauigkeit aufweist.

21. Signalaufzeichnungsmedium nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Information über die tonalen Komponenten entsprechend Gruppen von Information über die tonalen Komponenten, welche die gleiche Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten aufweisen, aufgezeichnet ist.

22. Verfahren zum Decodieren eines codierten Signals, mit den Schritten:

Decodieren (702) eines aus mehreren tonalen Komponenten bestehenden ersten Signals zum Erzeugen eines ersten decodierten Signals,

Decodieren (703) eines aus Rauschkomponenten bestehenden zweiten Signals zum Erzeugen eines zweiten decodierten Signals, und

Kombinieren (704) des ersten und zweiten decodierten Signals und invers Transformieren (705) der kombinierten Signale oder invers Transformieren (712, 713) des ersten und zweiten decodierten Signals und Kombinieren (714) der invers transformierten Signale, wobei der Schritt des Kombinierens und invers Transformierens auf der Basis von Information, welche die Zahl von jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigt, ausgeführt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Schritt des Kombinierens und invers Transformierens ein invers orthogonales Transformieren des ersten und zweiten decodierten Signals aufweist.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Schritt des Decodierens des ersten Signals ein Dequantisieren des ersten Signals aufweist.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei der Schritt des Decodierens des ersten Signals ein Denormieren des ersten Signals aufweist.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei das erste Signal entsprechend Gruppen von Information über die tonalen Komponenten, welche die gleiche Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten aufweisen, gruppiert ist.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei das durch den Schritt des invers Transformierens erhaltene Signal ein akustisches Signal ist.

28. Gerät zur Decodierung eines codierten Signals, mit:

einer ersten Decodierungseinrichtung (702) zur Decodierung eines aus mehreren tonalen Komponenten bestehenden ersten Signals zur Erzeugung eines ersten decodierten Signals,

einer zweiten Decodierungseinrichtung (703) zur Decodierung eines aus Rauschkomponenten bestehenden zweiten Signals zur Erzeugung eines zweiten decodierten Signals, und

einer Kombinations- und Inverstransformationseinrichtung (711) zur Kombination des ersten und zweiten decodierten Signals und invers Transformierens der kombinierten Signale oder separat invers Transformieren des ersten und zweiten decodierten Signals und Kombinieren der invers transformierten Signale, wobei die Kombinations- und Inverstransformationseinrichtung die Kombinationsoperation auf der Basis von Information, welche die Zahl von jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten anzeigt, ausführt.

29. Gerät nach Anspruch 28, wobei die Kombinations- und Inverstransformationseinrichtung eine Inversorthogonaltransformationseinrichtung zum invers orthogonalen Transformieren des ersten und zweiten decodierten Signals aufweist.

30. Gerät nach Anspruch 28 oder 29, wobei die erste Decodierungseinrichtung eine Dequantisierungseinrichtung zum Dequantisieren des ersten Signals aufweist.

31. Gerät nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei die erste Decodierungseinrichtung eine Denormierungseinrichtung zum Denormieren des ersten Signals aufweist.

32. Gerät nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei das erste Signal entsprechend Gruppen von Information über die tonalen Komponenten, welche die gleiche Zahl der jede tonale Komponente bildenden Frequenzkomponenten aufweisen, gruppiert ist.

33. Gerät nach einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei ein Ausgangssignal der Kombinations- und Inverstransformationseinrichtung ein akustisches Signal ist.