專利名稱：音頻壓縮解壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的壓縮以及壓縮音頻數(shù)據(jù)的解壓的音頻壓縮解壓裝置，尤其涉及通過自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(AdaptiveDifferential Pulse Code Modulation；ADPCM)方式進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的壓縮以及壓縮音頻數(shù)據(jù)的解壓的音頻壓縮解壓裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)將音頻信號(hào)以接近原聲信號(hào)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)所進(jìn)行的具代表性的音頻信號(hào)的調(diào)制方式有脈沖編碼調(diào)制(Pulse Code Modulation；PCM)方式、增量調(diào)制(Delta Modulation；DM)方式、差分脈沖編碼調(diào)制(Differential Pulse Code Modulation；DPCM)方式、以及ADPCM方式。
PCM方式將音頻波形按某一周期進(jìn)行采樣，將在各采樣點(diǎn)的音頻信號(hào)值進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D變換)，將其值用0和1的符號(hào)類別進(jìn)行表示，在將音頻信號(hào)值進(jìn)行數(shù)字編碼化時(shí)必需的比特?cái)?shù)是根據(jù)希望以何種程度忠實(shí)地記錄初始的模擬信號(hào)的要求而決定的。越增加比特?cái)?shù)，越能記錄信號(hào)的細(xì)微的變化，基于數(shù)字誤差的雜音減少，成為與實(shí)際的聲音的波形接近的音，因此音質(zhì)變好。然而，存在這樣的缺點(diǎn)，比特?cái)?shù)越增加音頻數(shù)據(jù)越大，記錄音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器的容量增加。因此，為了在某一有限容量的存儲(chǔ)器內(nèi)記錄多的音頻數(shù)據(jù)，有必要有效地壓縮音頻數(shù)據(jù)。
作為該方法的一種有DM方式，該方式對(duì)于一個(gè)采樣的音頻信號(hào)的信息，使進(jìn)行量子化并進(jìn)行調(diào)制的數(shù)據(jù)量為最低限度的1比特。DM方式的特征在于，將某一定時(shí)的信號(hào)和該信號(hào)的下一定時(shí)的信號(hào)作比較，判斷現(xiàn)在的定時(shí)的音頻信號(hào)值比下一定時(shí)的音頻信號(hào)值高還是低，如果高則賦予代碼1、如果低則賦予代碼0，這樣對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行編碼。因此，存儲(chǔ)器對(duì)于各采樣時(shí)鐘一比特一比特地記錄數(shù)據(jù)便可。這樣，存儲(chǔ)器的容量小就可以，因而可長時(shí)間記錄音頻數(shù)據(jù)。例如，在不壓縮音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的方式中存儲(chǔ)器有限度，因此只能記錄10秒位的音頻數(shù)據(jù)，然而利用該DM方式則可記錄大約10倍的100秒位音頻數(shù)據(jù)。但是，DM方式存在這樣的缺點(diǎn)，對(duì)于一個(gè)時(shí)鐘、音頻信號(hào)值(模擬值)只變化一步，因而音質(zhì)變差。
應(yīng)該稱作介于DM方式和PCM方式之間的是DPCM方式。DPCM方式的特征在于，將DM方式中的一比特量子化的部分置換為多個(gè)比特，直接存儲(chǔ)在某一采樣時(shí)鐘的音頻信號(hào)值和其下一個(gè)采樣時(shí)鐘的音頻信號(hào)值的信號(hào)值差。然而，利用DPCM方式有這樣的缺點(diǎn)，不能記錄音頻信號(hào)的波形以怎樣的傾斜度上升。
解決該問題，以DPCM方式進(jìn)行自適應(yīng)預(yù)測的方式稱作ADPCM方式。ADPCM方式的特征在于，比較某一采樣時(shí)鐘的音頻信號(hào)值和其下一個(gè)采樣時(shí)鐘的音頻信號(hào)值，將輸入的信號(hào)和預(yù)測信號(hào)的差量以多比特量子化，從而壓縮音頻數(shù)據(jù)。
以往，提出了利用ADPCM方式壓縮音頻數(shù)據(jù)，記錄再現(xiàn)壓縮數(shù)據(jù)的音頻記錄再現(xiàn)裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。下面，使用圖9對(duì)專利文獻(xiàn)1記載的音頻記錄再現(xiàn)裝置進(jìn)行說明。該音頻記錄再現(xiàn)裝置對(duì)由低通濾波器(LPF)901截止了高頻帶域的模擬音頻信號(hào)通過A/D變換電路902進(jìn)行A/D變換，使之成為數(shù)字信號(hào)。然后，由ADPCM電路903利用ADPCM方式壓縮數(shù)字信號(hào)。壓縮的音頻數(shù)據(jù)被記錄在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器907內(nèi)。再現(xiàn)所記錄的音頻數(shù)據(jù)時(shí)，從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器907讀取壓縮數(shù)據(jù)，由ADPCM電路903解壓之后，由D/A變換電路904變換為模擬信號(hào)。并且，ADPCM電路903進(jìn)行與壓縮處理相反的處理，從而對(duì)壓縮的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓。然后，由LPF905截止從D/A變換電路904輸出的模擬信號(hào)的高頻帶域，由再現(xiàn)用放大電路906對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行再現(xiàn)處理。并且，在圖9中，控制部分908控制ADPCM電路903的壓縮解壓動(dòng)作、向半導(dǎo)體存儲(chǔ)器907記錄壓縮數(shù)據(jù)以及從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器907讀取壓縮數(shù)據(jù)。
專利文獻(xiàn)1特開昭63-259700號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平6-85607號(hào)公報(bào)如上所述，通過使用ADPCM方式，維持高音質(zhì)的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的壓縮。然而ADPCM方式存在這樣的缺點(diǎn)，量子化噪聲的功率譜(Power Spectrum)的分布在頻率上不一樣，因此容易在高頻帶域出現(xiàn)量子化噪聲。例如，當(dāng)以同一采樣頻率進(jìn)行比較時(shí)，將編碼比特?cái)?shù)減少1比特，則噪聲的頻率帶域成為大約1/2。因此，當(dāng)減少編碼比特?cái)?shù)、超過某一壓縮比特率時(shí)，出現(xiàn)量子化噪聲的頻率帶域進(jìn)入人類的可聽帶域(到22kHz左右)。在該情況下，可聽的量子化噪聲混入音頻，成為刺耳的聲音。因此，利用ADPCM方式在以低的壓縮率壓縮音頻數(shù)據(jù)時(shí)，量子化噪聲幾乎不明顯，然而當(dāng)音頻數(shù)據(jù)的壓縮率過大時(shí)，特別地在高頻帶域出現(xiàn)顯著的量子化噪聲?；谏鲜鰞?nèi)容，在現(xiàn)有的ADPCM方式中以大于或等于某一規(guī)定的壓縮率壓縮音頻數(shù)據(jù)是困難的。
在圖9所示的音頻記錄再現(xiàn)裝置中，在A/D變換之前利用LPF901去掉了高頻部分，然而，該LPF僅去掉了沒有作為用于對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的數(shù)據(jù)而出現(xiàn)的成分、或者作為與原聲不同的波形而出現(xiàn)的成分，并不能減少在以ADPCM方式壓縮音頻數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的高頻帶域的量子化噪聲。并且，由于該音頻記錄再現(xiàn)裝置提取模擬信號(hào)進(jìn)行壓縮，在記錄媒體內(nèi)不能處理例如以CD-DA(Compact Disk-DigitalAudio)方式記錄的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上面的內(nèi)容，本發(fā)明的目的在于提供一種音頻壓縮解壓裝置，在以ADPCM方式對(duì)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮解壓時(shí)，該裝置減少在高頻帶域產(chǎn)生的量子化噪聲。
為解決上述課題，本發(fā)明(方案1)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于具有以自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式調(diào)制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路、截止高音域成分的高音域成分截止部分，該高音域成分存在于輸入到上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上。
并且，本發(fā)明(方案2)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于具有以自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式調(diào)制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路、截止高音域成分的高音域成分截止部分，該高音域成分存在于從上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上。
并且，本發(fā)明(方案3)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案1或2記載的音頻壓縮解壓裝置中，上述高音域成分截止部分為低通濾波器。
并且，本發(fā)明(方案4)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案2記載的音頻壓縮解壓裝置中，上述高音域成分截止部分為噪聲整形器。
并且，本發(fā)明(方案5)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案1或2記載的音頻壓縮解壓裝置中具有控制器，該控制器根據(jù)上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率而改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
并且，本發(fā)明(方案6)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案1記載的音頻壓縮解壓裝置中具有噪聲添加電路，該噪聲添加電路對(duì)于從上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)、添加與由上述高音域成分截止部分截止的高音域成分相當(dāng)?shù)脑肼暢煞帧?br> 并且，本發(fā)明(方案7)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案6記載的音頻壓縮解壓裝置中具有控制器，該控制器根據(jù)上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率，改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性、上述噪聲成分、添加上述噪聲成分的頻率帶域、以及噪聲音量中的至少一個(gè)。
并且，本發(fā)明(方案8)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案1或2記載的音頻壓縮解壓裝置中，上述高音域成分截止部分是低通濾波器，該低通濾波器具有延遲輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的多個(gè)第1延遲電路、在上述多個(gè)第1延遲電路的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的多個(gè)第1乘法運(yùn)算器、把上述輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)和上述多個(gè)第1乘法運(yùn)算器的輸出相加的第1加法運(yùn)算器、在上述第1加法運(yùn)算器的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的第2乘法運(yùn)算器、延遲輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的多個(gè)第2延遲電路、在上述多個(gè)第2延遲電路的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的多個(gè)第3乘法運(yùn)算器、把上述第2乘法運(yùn)算器的輸出和上述多個(gè)第3乘法運(yùn)算器的輸出相加的第2加法運(yùn)算器、在上述第2加法運(yùn)算器的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的第4乘法運(yùn)算器。
并且，本發(fā)明(方案9)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案8記載的音頻壓縮解壓裝置中，具有根據(jù)上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率而改變上述低通濾波器的截止頻率特性的控制器，上述控制器按每個(gè)乘法運(yùn)算器改變上述多個(gè)第1乘法運(yùn)算器的各系數(shù)和上述多個(gè)第3乘法運(yùn)算器的各系數(shù)。
并且，本發(fā)明(方案10)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案1記載的音頻壓縮解壓裝置中具有振幅檢測電路以及控制器，該振幅檢測電路檢測輸入到上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高音域的振幅，該控制器將由上述振幅檢測電路檢測出的振幅和閾值相比較，基于該比較結(jié)果而改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
并且，本發(fā)明(方案11)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案10記載的音頻壓縮解壓裝置中，當(dāng)由上述振幅檢測電路檢測出的振幅超過閾值時(shí)，上述控制器改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
本發(fā)明(方案12)的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在方案10記載的音頻壓縮解壓裝置中，當(dāng)由上述振幅檢測電路檢測出的振幅在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間超過閾值時(shí)，或者由上述振幅檢測電路檢測出的振幅沒有在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間超過閾值時(shí)，上述控制器改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于具有以自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式調(diào)制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路，以及高音域成分截止部分，該高音域成分截止部分截止的高音域成分存在于輸入到上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻率帶域上。這樣，當(dāng)由自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式對(duì)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮解壓時(shí)，可以減少由提高壓縮率而產(chǎn)生的在解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻率帶域內(nèi)的量子化噪聲。
本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于具有以自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式調(diào)制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路，以及高音域成分截止部分，該高音域成分截止部分截止的高音域成分存在于從上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路輸出的解壓后的數(shù)據(jù)音頻數(shù)據(jù)的高頻率帶域上。這樣，當(dāng)由自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式對(duì)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮解壓時(shí)，可以減少由提高壓縮率而產(chǎn)生的在解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻率帶域內(nèi)的量子化噪聲。
并且，本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在上述音頻壓縮解壓裝置中，上述高音域成分截止部分是噪聲整形器。這樣，可有效地去除量子化噪聲，以高音質(zhì)再現(xiàn)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。
并且，本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在上述音頻壓縮解壓裝置中具有控制器，該控制器根據(jù)上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率、改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。這樣，可將上述高音域成分截止部分的截止頻率特性變?yōu)榕c自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率相應(yīng)的最合適的特性，其結(jié)果是，能夠以與使用者的喜好相一致的音質(zhì)再現(xiàn)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。
并且，本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在上述音頻壓縮解壓裝置中具有噪聲添加電路，該噪聲添加電路對(duì)于從上述自適應(yīng)差分脈沖編碼電路輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，添加與由上述高音域成分截止部分截止的高音域成分相當(dāng)?shù)脑肼暢煞?。這樣，可模擬地再現(xiàn)通過使輸入到自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)通過上述高音域成分截止部分從而被抑制的高音域成分。其結(jié)果是，去掉了由于高音域被抑制而產(chǎn)生的在再現(xiàn)時(shí)的音頻數(shù)據(jù)的不自然，可再現(xiàn)對(duì)于人類來說舒服的音頻數(shù)據(jù)。
并且，本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在上述音頻壓縮解壓裝置中具有控制器，該控制器根據(jù)上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率，改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性、上述噪聲成分、添加上述噪聲成分的頻率帶域、以及噪聲的音量中的至少一個(gè)。這樣，根據(jù)壓縮比特率，可控制添加的上述噪聲成分、添加上述噪聲成分的頻率帶域、或者噪聲的音量，能夠以高音質(zhì)再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)。
并且，本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在上述音頻壓縮解壓裝置中，上述高音域成分截止部分是低通濾波器，該低通濾波器具有延遲輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的多個(gè)第1延遲電路、在上述多個(gè)第1延遲電路的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的多個(gè)第1乘法運(yùn)算器、把上述輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)和上述多個(gè)第1乘法運(yùn)算器的輸出相加的第1加法運(yùn)算器、在上述第1加法運(yùn)算器的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的第2乘法運(yùn)算器、延遲輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的多個(gè)第2延遲電路、在上述多個(gè)第2延遲電路的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的多個(gè)第3乘法運(yùn)算器、把上述第2乘法運(yùn)算器的輸出和上述多個(gè)第3乘法運(yùn)算器的輸出相加的第2加法運(yùn)算器、在上述第2加法運(yùn)算器的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的第4乘法運(yùn)算器。這樣，可以非常細(xì)致地調(diào)整LPF的截止頻率特性。
并且，本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在上述音頻壓縮解壓裝置中具有振幅檢測電路以及控制器，該振幅檢測電路檢測輸入到上述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高音域的振幅，該控制器比較由上述振幅檢測電路檢測的振幅和閾值，基于該比較結(jié)果，改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性，當(dāng)由上述振幅檢測電路檢測的振幅超過閾值時(shí)，上述控制器改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。這樣，可使上述高音域成分截止部分的截止頻率特性根據(jù)音頻數(shù)據(jù)的性質(zhì)而變化。其結(jié)果是，使用者不必根據(jù)音頻數(shù)據(jù)的性質(zhì)而改變高音域成分截止部分的截止頻率特性，或者在第一次聽到的音頻數(shù)據(jù)中，也可將高音域成分截止部分的截止頻率特性變?yōu)榕c音頻數(shù)據(jù)相符的特性。
并且，本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在上述音頻壓縮解壓裝置中，當(dāng)由上述振幅檢測電路檢測的振幅在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間超過閾值時(shí)，或者由上述振幅檢測電路檢測的振幅沒有在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間超過閾值時(shí)，上述控制器改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。這樣，可根據(jù)高音域的長度不同的各種音頻數(shù)據(jù)，改變上述高音域成分截止部分的截止頻率特性。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式1的音頻壓縮解壓裝置的概略構(gòu)成圖。
圖2為本發(fā)明的實(shí)施方式2的音頻壓縮解壓裝置的概略構(gòu)成圖。
圖3為本發(fā)明的實(shí)施方式3的音頻壓縮解壓裝置的概略構(gòu)成圖。
圖4為本發(fā)明的實(shí)施方式4的音頻壓縮解壓裝置的概略構(gòu)成圖。
圖5為本發(fā)明的實(shí)施方式5的音頻壓縮解壓裝置的LPF的構(gòu)成圖。
圖6為本發(fā)明的實(shí)施方式6的音頻壓縮解壓裝置的概略構(gòu)成圖。
圖7為本發(fā)明的實(shí)施方式1的音頻壓縮解壓裝置的LPF的構(gòu)成圖。
圖8為將本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置適用于抗震性(shockproof)再現(xiàn)中時(shí)的圖。
圖9為現(xiàn)有的音頻壓縮記錄裝置的概略構(gòu)成圖。
附圖標(biāo)記說明101、806、903ADPCM電路102、202、805、901、905LPF103控制器104噪聲添加電路
105振幅檢測電路501a～501c、508a～508c、701、812延遲電路502a～502c、504、506、507a～507c、702、704、813、815乘法運(yùn)算器503、505、703、814加法運(yùn)算器801CD802拾取器803前置放大器804數(shù)字信號(hào)處理電路808、907半導(dǎo)體存儲(chǔ)器809、904D/A變換電路810放大器811擴(kuò)音器902A/D變換電路908控制部分具體實(shí)施方式
(實(shí)施方式1)下面，使用圖1說明本發(fā)明的實(shí)施方式1的音頻壓縮解壓裝置。圖1所示的音頻壓縮解壓裝置具有ADPCM電路101、和LPF102，以ADPCM方式壓縮解壓輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)例如是在記錄介質(zhì)內(nèi)以CD-DA方式記錄的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。
在圖1中，音頻壓縮解壓裝置具有截止高音域成分的高音域成分截止部分，該高音域成分存在于輸入到ADPCM電路101的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上。本發(fā)明的實(shí)施方式1的音頻壓縮解壓裝置具有用作高音域成分截止部分的LPF102，由該LPF102直接地截止高音域成分。
在圖7中示出了LPF102的簡單構(gòu)成。在圖7中，LPF102由延遲電路701延遲輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，利用乘法運(yùn)算器702在延遲數(shù)據(jù)上乘以乘法運(yùn)算系數(shù)α1，利用加法運(yùn)算器703把輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)和乘法運(yùn)算器702的輸出相加，利用乘法運(yùn)算器704在加法運(yùn)算器703的輸出上乘以在乘法運(yùn)算系數(shù)α1上加了1所得的加法運(yùn)算結(jié)果的倒數(shù)。然后，該乘法運(yùn)算器704的輸出被輸入到ADPCM電路101。
這樣，由ADPCM電路101通過ADPCM方式壓縮截止了存在于高頻帶域上的高音域成分的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。由于在現(xiàn)有技術(shù)中說明了利用ADPCM方式的壓縮處理和解壓處理，在這里省略說明。
如上所述，本發(fā)明實(shí)施方式1的音頻壓縮解壓裝置利用LPF102截止了存在于輸入到ADPCM電路101的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上的高音域成分。這樣，在通過ADPCM方式壓縮數(shù)字音頻數(shù)據(jù)時(shí)，通過提高壓縮率，可降低產(chǎn)生在解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域的量子化噪聲。
其結(jié)果是，本發(fā)明實(shí)施方式1的音頻壓縮解壓裝置變得對(duì)抗震性再現(xiàn)有用。所謂的抗震性再現(xiàn)指的是這樣一種方法，例如從CD讀出以CD-DA方式記錄的PCM信號(hào)、再現(xiàn)該音頻數(shù)據(jù)時(shí)，為了防備因?yàn)槟承┩庠谠蚨茨茏x出信號(hào)的情況，壓縮音頻數(shù)據(jù)并記錄在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中。由于本發(fā)明的實(shí)施方式1的音頻壓縮解壓裝置即便提高音頻數(shù)據(jù)的壓縮率也能夠抑制產(chǎn)生于高頻帶域的量子化噪聲，因而在抗震性再現(xiàn)中，能夠提高音頻數(shù)據(jù)的壓縮率、有效地利用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的容量。
(實(shí)施方式2)下面，利用圖2說明本發(fā)明的實(shí)施方式2的音頻壓縮解壓裝置。圖2所示的音頻壓縮解壓裝置與圖1所示的音頻壓縮解壓裝置的不同點(diǎn)在于，在ADPCM電路101的后段具有用作高音域成分截止部分的LPF202。即，通過LPF202直接截止存在于ADPCM電路101輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域的高音域成分。
如上所述，本發(fā)明實(shí)施方式2的音頻壓縮解壓裝置通過LPF202直接地截止存在于ADPCM電路101輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上的高音域成分。這樣，當(dāng)通過ADPCM方式壓縮數(shù)字音頻數(shù)據(jù)時(shí)，通過提高壓縮率，可降低在解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上產(chǎn)生的量子化噪聲。
并且，在本發(fā)明實(shí)施方式2中，在ADPCM電路的后段采用LPF作為高音域成分截止部分，然而本發(fā)明不限于此，也可在ADPCM電路的后段作為高音域成分截止部分而具有噪聲整形器，通過該噪聲整形器而去除從ADPCM電路輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域內(nèi)所產(chǎn)生的量子化噪聲。此時(shí)，噪聲整形器自身的結(jié)構(gòu)有時(shí)復(fù)雜，電路構(gòu)成整體也復(fù)雜化，然而，由于可以有效地去除量子化噪聲，能夠以高音質(zhì)再現(xiàn)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。
(實(shí)施方式3)下面，使用圖3說明本發(fā)明的實(shí)施方式3的音頻壓縮解壓裝置。圖3所示的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在圖1所示的音頻壓縮解壓裝置上進(jìn)一步具有控制器103?？刂破?03根據(jù)ADPCM電路101的壓縮比特率而改變LPF102的特性(截止頻率特性)。
例如，會(huì)有這種情況，當(dāng)增大ADPCM電路101的壓縮比特率的比特?cái)?shù)、降低壓縮率時(shí)，解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的量子化噪聲幾乎不明顯，使之通過LPF從而過度地截止高頻帶域，造成音質(zhì)的下降。此時(shí)，控制器103進(jìn)行控制使得數(shù)字音頻數(shù)據(jù)不通過LPF102，或者使LPF102的特性為截止的下降沿緩慢的特性。并且，當(dāng)LPF102的構(gòu)成為圖7所示的構(gòu)成時(shí)，控制器103通過使乘法運(yùn)算系數(shù)α1為0，可使數(shù)字音頻數(shù)據(jù)不通過LPF102?；蛘咭部蛇M(jìn)行控制，以便通過改變乘法運(yùn)算系數(shù)α1而使LPF102具有截止的下降沿緩慢的特性。并且，所謂的截止指的是從哪個(gè)頻率帶域開始截止音頻數(shù)據(jù)，所謂的截止的下降沿指的是從截止音頻數(shù)據(jù)的頻率帶域開始的下降沿。
與此相對(duì)，在通過減少ADPCM電路101的壓縮比特率的比特?cái)?shù)、提高壓縮率，從而在解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域內(nèi)產(chǎn)生明顯的量子化噪聲時(shí)，使LPF102的特性為截止的下降沿陡峭的特性，從而抑制再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)時(shí)音質(zhì)的下降。當(dāng)LPF102的結(jié)構(gòu)為圖7所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，控制器103可通過改變乘法運(yùn)算系數(shù)α1而使LPF102的特性為截止的下降沿陡峭的特性。
并且，控制器103不僅改變LPF102的特性、還改變ADPCM電路101的壓縮比特率。為了變化ADPCM電路的壓縮比特率，改變壓縮數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的等級(jí)的階段。例如，當(dāng)使數(shù)字音頻數(shù)據(jù)為16比特(65536種的數(shù)據(jù))、使壓縮比特率為4比特(16個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù))時(shí)，將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)劃分為±8階段(16種)的等級(jí)，使壓縮比特率為3比特(8個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù))時(shí)，將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)劃分為±4階段(8種)的等級(jí)。然后，如果音頻的值在某個(gè)范圍內(nèi)，如第X等級(jí)這樣地劃分?jǐn)?shù)據(jù)。即，根據(jù)音頻的值決定劃分?jǐn)?shù)據(jù)的等級(jí)。并且，根據(jù)壓縮率(例如，4比特、3比特)而分別預(yù)先設(shè)定這樣的數(shù)據(jù)，即成為根據(jù)音頻的值而決定劃分?jǐn)?shù)據(jù)的等級(jí)的基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
并且，也可使控制器103具有受理來自使用者的指示的功能。這樣，使用者可改變LPF102的特性。通過根據(jù)使用者的喜好、手動(dòng)改變LPF102的特性，能夠以使用者喜好的音質(zhì)再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)。由于再現(xiàn)的音頻數(shù)據(jù)的音質(zhì)的好與壞的判斷全部反映了使用者的喜好，配合使用者的喜好而改變LPF102的特性是有效的。并且，控制器103基于來自使用者的指示、也可在改變LPF102的特性的同時(shí)改變ADPCM電路101的壓縮比特率。這樣，使用者還可手動(dòng)改變在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)音頻數(shù)據(jù)的時(shí)間。由于能夠改變LPF102的特性和壓縮比特率這兩方面，使用者可進(jìn)行這樣的選擇，是重視音質(zhì)，還是在存儲(chǔ)器(例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器)上記錄更多的音頻數(shù)據(jù)。
并且，控制器103自動(dòng)地改變LPF102的特性也是有效的。例如，通過使控制器103具有存儲(chǔ)與使用者聽過一次的音頻數(shù)據(jù)相符的喜好的LPF102的特性、從下一次開始自動(dòng)地選擇該LPF102的特性的功能，可提高便利性。同樣地，也可存儲(chǔ)使用者設(shè)定的壓縮比特率，從下一次開始、控制器103自動(dòng)地選擇該壓縮比特率。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式3的音頻壓縮解壓裝置具有ADPCM電路101、截止高音域成分的LPF102、以及根據(jù)ADPCM電路101的壓縮比特率而改變LPF102的特性的控制器103，該高音域成分存在于輸入ADPCM電路101的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域。這樣，可選擇與ADPCM電路101的壓縮比特率相應(yīng)的最合適的LPF的特性，其結(jié)果是，能夠以與使用者的喜好相一致的音質(zhì)再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)。并且，通過使控制器103也改變ADPCM電路101的壓縮比特率，能夠與使用者的喜好相符地改變可在存儲(chǔ)器上記錄音頻數(shù)據(jù)的時(shí)間。
并且，在實(shí)施方式3中，對(duì)在圖1所示的音頻壓縮解壓裝置中具有控制器103的情況進(jìn)行了說明，然而本發(fā)明不限于此，圖2所示的音頻壓縮解壓裝置中具有控制器103也可以。
(實(shí)施方式4)下面，使用圖4說明本發(fā)明實(shí)施方式4的音頻壓縮解壓裝置。圖4所示的音頻壓縮解壓裝置的特性在于，在圖1所示的音頻壓縮解壓裝置上具有噪聲添加電路104。噪聲添加電路104對(duì)于從ADPCM電路101輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，添加與由LPF102截止的高音域成分相當(dāng)?shù)脑肼暢煞?。具體地，在可聽頻率帶的上限、或大于等于該上限的頻率帶域上添加噪聲成分。下面，對(duì)噪聲添加電路104的一例進(jìn)行說明(參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)2內(nèi)記載的噪聲添加電路進(jìn)行原音頻信號(hào)的頻率分析，從分析結(jié)果中提取原音頻信號(hào)帶域中的基音和倍音成組存在的音色成分。然后，使用提取的音色成分，預(yù)測比原音頻信號(hào)帶域更靠近高音域側(cè)的倍音成分，將預(yù)測的倍音成分插入到原音頻信號(hào)。并且，噪聲添加電路104不限于此，只要是在可聽頻率帶的上限或大于等于該上限的頻率帶域上添加噪聲成分，什么都可以。
并且，圖4所示的音頻壓縮解壓裝置具有圖3所示的控制器103，也可使該控制器根據(jù)ADPCM電路101的壓縮比特率、控制LPF102的特性和噪聲添加電路104。具體地，控制添加的噪聲成分、添加噪聲的頻率帶域、噪聲的音量等。這樣，根據(jù)壓縮比特率，將添加的噪聲成分、添加噪聲的頻率帶域、噪聲的音量等變?yōu)樽詈线m的值，從而能夠以高音質(zhì)再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)。
并且，也可使控制器改變ADPCM電路101的壓縮比特率。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式4的音頻壓縮解壓裝置具有噪聲添加電路104，當(dāng)輸入ADPCM電路101的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)通過LPF102，截止存在于高頻帶域的高音域成分時(shí)，對(duì)于ADPCM電路101輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，該噪聲添加電路104添加與由LPF10截止的高音域成分相當(dāng)?shù)脑肼?。這樣，可模擬地再現(xiàn)由LPF102截止的高音域成分。其結(jié)果是，沒有由于高音域被截止而引起的再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的不自然，能夠再現(xiàn)令人愉快的音頻數(shù)據(jù)。
(實(shí)施方式5)下面，使用圖5說明本發(fā)明實(shí)施方式5的音頻壓縮解壓裝置。實(shí)施方式5的音頻壓縮解壓裝置使圖1～圖4中任一個(gè)示出的LPF為這樣的構(gòu)成，使用過去數(shù)次采樣量的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)和輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)而截止高頻帶域上的高音域成分。具體地，如圖5所示，在輸入側(cè)分別具有多個(gè)延遲電路和乘法運(yùn)算器，并且，在輸出側(cè)也分別具有多個(gè)延遲電路和乘法運(yùn)算器。
下面，說明圖5所示的LPF500的動(dòng)作。首先，輸入側(cè)的多個(gè)第1延遲電路(延遲電路501a～501c)延遲數(shù)次采樣量的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。接著，多個(gè)第1乘法運(yùn)算器對(duì)于多個(gè)第1延遲電路的輸出乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。即，乘法運(yùn)算器502a對(duì)于延遲電路501a的輸出乘以乘法運(yùn)算系數(shù)α1，乘法運(yùn)算器502b對(duì)于延遲電路501b的輸出乘以乘法運(yùn)算系數(shù)α2，乘法運(yùn)算器502c對(duì)于延遲電路501c的輸出乘以乘法運(yùn)算系數(shù)α3。接著，第1加法運(yùn)算器(加法運(yùn)算器503)把乘法運(yùn)算器502a～502c的輸出和輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)相加。接著，第2乘法運(yùn)算器(乘法運(yùn)算器504)對(duì)于加法運(yùn)算器503的輸出乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)，該預(yù)先設(shè)定的系數(shù)是在乘法運(yùn)算系數(shù)α1～α3的和上加了1所得的加法運(yùn)算結(jié)果的倒數(shù)(1/1+α1+α2+α3)。該乘法運(yùn)算器504的系數(shù)也可不是精確的(1/1+α1+α2+α3)的值，只要大約是(1/1+α1+α2+α3)的值即可。接著，輸出側(cè)的多個(gè)第2延遲電路(延遲電路508a～508c)將輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)延遲數(shù)次采樣量。然后，多個(gè)第3乘法運(yùn)算器對(duì)于多個(gè)第2延遲電路的輸出乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。即，乘法運(yùn)算器507a對(duì)于延遲電路508a的輸出乘以乘法運(yùn)算系數(shù)β1，乘法運(yùn)算器507b對(duì)于延遲電路508b的輸出乘以乘法運(yùn)算系數(shù)β2，乘法運(yùn)算器507c對(duì)于延遲電路508c的輸出乘以乘法運(yùn)算系數(shù)β3。然后，第2加法運(yùn)算器(加法運(yùn)算器505)把乘法運(yùn)算器507a～507c的輸出和乘法運(yùn)算器504的輸出相加。然后，第4乘法運(yùn)算器(乘法運(yùn)算器506)對(duì)于加法運(yùn)算器505的輸出乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)，該預(yù)先設(shè)定的系數(shù)是在乘法運(yùn)算系數(shù)β1～β3的和上加了1所得的加法運(yùn)算結(jié)果的倒數(shù)(1/1+β1+β2+β3)。該乘法運(yùn)算器506的系數(shù)也可不是精確的(1/1+β1+β2+β3)的值，只要大約是(1/1+β1+β2+β3)的值即可。然后，乘法運(yùn)算器506的輸出作為除去了高頻帶域上的高音域成分的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)而輸出到外部。
并且，也可使用控制器、根據(jù)ADPCM電路101的壓縮比特率而改變LPF500的特性。在該情況下，只要分別改變乘法運(yùn)算器501a～501b的乘法運(yùn)算系數(shù)α1，2，3和乘法運(yùn)算器507a～507c的乘法運(yùn)算系數(shù)β1，2，3即可。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式5的音頻壓縮解壓裝置，由于使截止高音域成分的LPF為這樣的構(gòu)成使用過去數(shù)次采樣量的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)和輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)而截止高音域成分，該高音域成分存在于由ADPCM電路101壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)或者由ADPCM電路101解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域，因而，能夠較細(xì)地調(diào)整LPF的特性。
并且，在本發(fā)明的實(shí)施方式5中，LPF500在輸入側(cè)和輸出側(cè)分別具有3個(gè)延遲電路和乘法運(yùn)算器，然而延遲電路和乘法運(yùn)算器的數(shù)量不限于此，只要是多個(gè)即可。并且，也可在輸入側(cè)或輸出側(cè)中任一側(cè)具有多個(gè)延遲電路和乘法運(yùn)算器。
(實(shí)施方式6)下面，使用圖6說明本發(fā)明實(shí)施方式6的音頻壓縮解壓裝置。圖6所示的音頻壓縮解壓裝置的特征在于，在圖3所示的音頻壓縮解壓裝置中進(jìn)一步具有振幅檢測電路105。
振幅檢測電路105檢測數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高音域中的預(yù)先設(shè)定的頻率帶域的振幅?？刂破?03基于由振幅檢測電路105檢測的振幅而改變LPF102的特性。具體地，當(dāng)振幅檢測電路105檢測的振幅超過預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)改變LPF102的特性。由于假定當(dāng)振幅增大時(shí)，解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的量子化噪聲增大，LPF102的特性變?yōu)榻刂沟南陆笛囟盖偷奶匦浴?br> 并且，由于種類不同、音頻數(shù)據(jù)的高音域的長度不同，所以也可使控制器103當(dāng)振幅檢測電路105檢測的振幅在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間(數(shù)次采樣量)超過閾值時(shí)，自動(dòng)地改變LPF102的特性。在該情況下，控制器103將LPF102的特性改變?yōu)榻刂沟南陆笛囟盖偷奶匦浴２⑶?，?dāng)振幅檢測電路105檢測的振幅沒有在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間超過閾值時(shí)，也可使LPF102的特性改變。在該情況下，控制器103把LPF102的特性變?yōu)榻刂沟南陆笛仄骄彽奶匦浴?br> 如上所述，本發(fā)明實(shí)施方式6的音頻壓縮解壓裝置具有檢測在數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高音域中預(yù)先設(shè)定的頻率帶域的振幅的振幅檢測電路105，使控制器103根據(jù)該振幅而改變截止數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域的LPF102的特性。這樣，使用者沒有必要根據(jù)音頻數(shù)據(jù)的不同而每次改變LPF102的特性。并且，對(duì)于初次聽到的音頻數(shù)據(jù)，可設(shè)定與該音頻數(shù)據(jù)的特性最合適的LPF102的特性。
實(shí)施例1下面，使用圖8說明本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，對(duì)在抗震性再現(xiàn)中適用本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置的情況進(jìn)行說明。
如圖8所示的再現(xiàn)裝置，對(duì)于從CD801經(jīng)由拾取器802而讀出的RF信號(hào)、通過前置放大器放大，由數(shù)字信號(hào)處理電路804將RF信號(hào)解調(diào)為采樣頻率44.1kHz的16比特的PCM信號(hào)。然后，使該信號(hào)通過LPF805之后，由ADPCM電路806進(jìn)行壓縮，即，將16比特的PCM信號(hào)壓縮為4比特或3比特的壓縮音頻數(shù)據(jù)，記錄在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器808上。并且，同時(shí)也進(jìn)行再現(xiàn)，在由ADPCM電路806解壓了記錄在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器808上的壓縮音頻數(shù)據(jù)后，由D/A轉(zhuǎn)換電路809變換為模擬信號(hào)，在放大器(AMP)810放大該模擬信號(hào)，在擴(kuò)音器(SP)811中再現(xiàn)。根據(jù)這樣的構(gòu)成，即便當(dāng)由于某種原因從CD未能獲得音頻數(shù)據(jù)時(shí)，例如由于來自外部的振動(dòng)、正在從CD讀取數(shù)據(jù)的拾取器偏離的情況下，可利用存儲(chǔ)在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器808上的壓縮音頻數(shù)據(jù)而繼續(xù)再現(xiàn)，在其間去除不能從CD讀出音頻數(shù)據(jù)的原因，不中斷再現(xiàn)而可恢復(fù)到原狀態(tài)。實(shí)際上，當(dāng)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器使用16M比特的DRAM(Dynamic RAM)時(shí)，當(dāng)由ADPCM電路806進(jìn)行4比特的壓縮時(shí)可在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器上記錄大約45秒的音頻數(shù)據(jù)，當(dāng)進(jìn)行3比特的壓縮時(shí)，記錄大約60秒的音頻數(shù)據(jù)。
在這里，在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器上長時(shí)間地記錄音頻數(shù)據(jù)的方法有增加半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的容量，或者提高音頻數(shù)據(jù)的壓縮率。然而，存儲(chǔ)器容量的增加將導(dǎo)致費(fèi)用上升、裝置變大，并且如果過高增加壓縮率，則產(chǎn)生音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域的量子化噪聲增大的問題。實(shí)際上，使由數(shù)字信號(hào)處理電路804解調(diào)的16比特的PCM信號(hào)不通過LPF805而直接輸入ADPCM電路806，在以3比特進(jìn)行壓縮時(shí)，如果再現(xiàn)解壓后的音頻數(shù)據(jù)，則在高頻帶域出現(xiàn)明顯的可聽量子化噪聲。
因此，在本實(shí)施例中，為了抑制該可聽量子化噪聲，使輸入ADPCM電路806的壓縮前的PCM信號(hào)通過LPF805，截止存在于高頻帶域上的高音域成分。并且，由于LPF805的動(dòng)作與圖7所示的LPF的動(dòng)作相同而省略說明。并且，LPF805的構(gòu)成與圖5所示的LPF500的構(gòu)成相同也可以。
在這里，ADPCM電路806的壓縮比特率為3比特，假定以3比特壓縮PCM信號(hào)時(shí)產(chǎn)生量子化噪聲。在該情況下，控制器807將以該壓縮比特率抑制量子化噪聲的最合適的乘法運(yùn)算系數(shù)α1的值設(shè)定在LPF805內(nèi)的乘法運(yùn)算器813內(nèi)。例如當(dāng)設(shè)定乘法運(yùn)算系數(shù)α1的值為1時(shí)，取輸入PCM信號(hào)和該一個(gè)采樣時(shí)鐘前輸入的PCM信號(hào)的中間值，存在于PCM信號(hào)的高頻帶域上的高音域成分被截止。在本實(shí)施例中，使α1＝1，然而α1的值可以是1以外的值也可以。并且，乘法運(yùn)算系數(shù)α1不是整數(shù)也可以。
另一方面，當(dāng)降低壓縮率、以高音質(zhì)再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)時(shí)，即便不使PCM信號(hào)通過LPF805而直接輸入ADPCM電路806，有時(shí)可聽的量子化噪聲不是那么明顯。在該情況下，當(dāng)PCM信號(hào)通過LPF805時(shí)，從PCM信號(hào)過度地截止存在于高頻帶域上的高音域成分，導(dǎo)致再現(xiàn)時(shí)的音頻數(shù)據(jù)的音質(zhì)下降。例如，當(dāng)如上所述根據(jù)3比特的壓縮比特率設(shè)定LPF805的乘法運(yùn)算系數(shù)α1時(shí)，在ADPCM電路806的壓縮比特率為4比特的情況下，再現(xiàn)時(shí)的音頻數(shù)據(jù)的音質(zhì)下降。因此，通過降低壓縮率，當(dāng)沒有必要使PCM信號(hào)通過LPF805時(shí)，由控制器807使α1的值為0，由ADPCM電路806對(duì)原來的PCM信號(hào)進(jìn)行壓縮。并且，也可改變乘法運(yùn)算系數(shù)α1的值，使LPF805的特性為截止的下降沿較平緩的特性。
并且，在本實(shí)施例中，對(duì)于使輸入ADPCM電路806的壓縮前的PCM信號(hào)通過LPF805的情況進(jìn)行了說明，然而也可以在ADPCM電路806的后段具有LPF805，使ADPCM電路806輸出的音頻數(shù)據(jù)通過LPF805。
本發(fā)明適用于利用ADPCM方式壓縮數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，邊記錄壓縮數(shù)據(jù)、邊進(jìn)行再現(xiàn)的裝置及方法。并且，不僅僅對(duì)于在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的情況有用，對(duì)于壓縮數(shù)字音頻數(shù)據(jù)而進(jìn)行傳輸?shù)那闆r也是有用的。
權(quán)利要求
1.一種音頻壓縮解壓裝置，其特征在于具有以自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式調(diào)制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路，以及截止高音域成分的高音域成分截止部分，其中該高音域成分存在于輸入所述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上。
2.一種音頻壓縮解壓裝置，其特征在于具有以自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制方式調(diào)制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路，以及截止高音域成分的高音域成分截止部分，其中該高音域成分存在于從所述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高頻帶域上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，所述高音域成分截止部分是低通濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，所述高音域成分截止部分是噪聲整形器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，具有控制器，該控制器根據(jù)所述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率而改變所述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，具有噪聲添加電路，該噪聲添加電路對(duì)于從所述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路輸出的解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，添加與由所述高音域成分截止部分截止的高音域成分相當(dāng)?shù)脑肼暢煞帧?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，具有控制器，該控制器根據(jù)所述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率而改變所述高音域成分截止部分的截止頻率特性、所述噪聲成分、添加所述噪聲成分的頻率帶域、以及噪聲的音量中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，所述高音域成分截止部分是低通濾波器，該低通濾波器具有延遲輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的多個(gè)第1延遲電路，在所述多個(gè)第1延遲電路的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的多個(gè)第1乘法運(yùn)算器，把所述輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)和所述多個(gè)第1乘法運(yùn)算器的輸出相加的第1加法運(yùn)算器，在所述第1加法運(yùn)算器的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的第2乘法運(yùn)算器，延遲輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的多個(gè)第2延遲電路，在所述多個(gè)第2延遲電路的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的多個(gè)第3乘法運(yùn)算器，把所述第2乘法運(yùn)算器的輸出和所述多個(gè)第3乘法運(yùn)算器的輸出相加的第2加法運(yùn)算器，以及在所述第2加法運(yùn)算器的輸出上乘以預(yù)先設(shè)定的系數(shù)的第4乘法運(yùn)算器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，具有根據(jù)所述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮比特率而改變所述低通濾波器的截止頻率特性的控制器，所述控制器按每個(gè)乘法運(yùn)算器改變所述多個(gè)第1乘法運(yùn)算器的各系數(shù)以及所述多個(gè)第3乘法運(yùn)算器的各系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，具有振幅檢測電路和控制器，該振幅檢測電路檢測輸入所述自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制電路的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高音域的振幅，該控制器比較由所述振幅檢測電路檢測的振幅和閾值，基于該比較結(jié)果而改變所述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，當(dāng)由所述振幅檢測電路檢測的振幅超過閾值時(shí)，所述控制器改變所述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻壓縮解壓裝置，其特征在于，當(dāng)由所述振幅檢測電路檢測的振幅在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間超過閾值時(shí)，或者由所述振幅檢測電路檢測的振幅沒有在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間超過閾值時(shí)，所述控制器改變所述高音域成分截止部分的截止頻率特性。
全文摘要
本發(fā)明的音頻壓縮解壓裝置，當(dāng)以ADPCM方式壓縮解壓數(shù)字音頻數(shù)據(jù)時(shí)，通過具有截止高音域成分的LPF(102)，從而通過提高壓縮率而降低在解壓后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的高頻帶域的量子化噪聲，其中該改高音域成分存在于輸入ADPCM電路(101)的壓縮前的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的高音帶域。并且，通過具有控制器(103)，可構(gòu)成具有與壓縮比特率相對(duì)應(yīng)的最合適的特性的LPF，能夠以與使用者的喜好相吻合的音質(zhì)再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)，其中該控制器根據(jù)ADPCM電路(101)的壓縮比特率而改變LPF(102)的特性。
文檔編號(hào)G10L25/18GK1894742SQ200480037410
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者近藤浩章 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社