專利名稱：數(shù)字傳送系統(tǒng)、用于該傳送系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)及通過記錄裝置形式的發(fā)射機(jī)獲得的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，用于經(jīng)傳送介質(zhì)發(fā)送特定抽樣頻率Fs的寬頻帶數(shù)字信號，例如數(shù)字聲頻信號，還用于接收所說的信號，該發(fā)射機(jī)具有一個接收該寬帶數(shù)字信號的輸入終端，該輸入終端連到一個信號源的輸入端，該信號源構(gòu)成發(fā)射機(jī)的一部分，并用于產(chǎn)生第二數(shù)字信號，并且把所說信號提供給一個輸出端，第二數(shù)字信號包括連續(xù)的幀，每個幀包括多個信息組，每個信息組包括N位(N大于1)，接收機(jī)包括一個譯碼器，它具有一個用于接收第二數(shù)字信號的輸入端，譯碼器有一個輸出端，它被連到一個輸出終端，從而提供寬頻帶數(shù)字信號。本發(fā)明還涉及用于該傳輸系統(tǒng)的一個發(fā)射機(jī)和一個接收機(jī)，一個用于在記錄載體的磁道上記錄第二數(shù)字信號的裝置形式的發(fā)射機(jī)，一個利用該發(fā)射機(jī)獲得的記錄載體，以及一個取用于從記錄載體的磁道上讀出第二數(shù)字信號的裝置形式的接收機(jī)。在本段第一句中定義的這種類型的傳送系統(tǒng)由下述文章公開“The critical Band Coder-Digital Encoding of Speech Signal based on the percentual requirements of the Auditory System”(M.E.Krasner，in Proc.IEEE ICASSP 80，Vol.1 pp.327-331，April 9-11，1980)。它涉及一個傳送系統(tǒng)，其中的發(fā)射機(jī)采用分頻帶編碼系統(tǒng)，接收機(jī)采用相應(yīng)的分頻帶譯碼系統(tǒng)，但本發(fā)明不限于個信息可等于數(shù)值B。這意味著，對于包括P′個信息組的幀來說，這個信息和P′相對應(yīng)，對于包括P′+1個信息組來說，這個信息和P′+1相對應(yīng)。另一個可能性是，對于所有的幀來說，不管一個幀包括P′個還是P′+1個信息組，這個信息都和P′相對應(yīng)。這個另外加入的第P′+1個信息組例如可僅僅是0。在這種情況下，該信息組不包含任何有用的信息。當(dāng)然，還可為這個附加的信息組填加有用的信息。第一個幀區(qū)進(jìn)一步還可包括系統(tǒng)信息。系統(tǒng)信息可以包括加到發(fā)射機(jī)的寬帶數(shù)字信號的抽樣頻率Fs、復(fù)制保護(hù)碼、加到發(fā)射機(jī)的寬帶數(shù)字信號的類型，諸如立體聲信號或單聲道信號、或者包括兩個基本獨立的聲頻信號的數(shù)字信號。然而，將如下文明顯敘述的那樣，還可能有其它的系統(tǒng)信息。包括有系統(tǒng)信息能使接收器變得很靈活，并且能使接收的第二數(shù)字信號正確地重新轉(zhuǎn)換成寬帶數(shù)字信號。一個幀的第二和第三幀區(qū)包含數(shù)字信息。發(fā)射機(jī)可以包括一個編碼器，該編碼器包括信號分裂裝置，它響應(yīng)寬帶數(shù)字信號以便產(chǎn)生一系列M個分信號形式的的第二數(shù)字信號，這里M大于1，它還包括用于量化各個分信號的裝置。為了這個目的，可以采用諸如快速付里葉變換(FFT)的任意變換編碼。在這種情況下，傳送系統(tǒng)的特征在于，一個幀的第二幀區(qū)包含分配信息，它對于至少多個分信號來說指出位的數(shù)目，這些位代表從所說分信號中得出的量化分信號的抽樣，其特征還在于第三幀區(qū)包含至少所說量化分信號(如果存在)的抽樣。在接收端有必要加一個逆變換編碼，例如付里葉逆變換(IFFT)，以便復(fù)原該寬帶數(shù)字信號。傳送系統(tǒng)中的信號分裂裝置采取分析濾波器裝置的形式，它響應(yīng)寬帶數(shù)字信號來產(chǎn)生一系列M個分頻帶信號，分析濾波器裝置使用抽樣頻率壓縮來把寬帶數(shù)字信號的信號頻帶分割成具有隨頻率增加的頻帶數(shù)m的連續(xù)分頻帶，傳送系統(tǒng)中的量化裝置適于一塊一塊地量化各個分頻帶信號，該傳送系統(tǒng)是采用如上文所述的分頻帶編碼的系統(tǒng)。這樣的傳送系統(tǒng)的特征進(jìn)一步還在于，對于至少多個分頻帶信號來說，在幀的第二幀區(qū)中的分配信息確定了位的數(shù)目，這些位代表從所說分頻帶信號中得出的量化分頻帶信號的抽樣，其特征還在于，第三幀區(qū)包含至少所說量化分頻帶信號(如果存在)的抽樣。這事實上意味著，分配信息是在抽樣之前被插入幀中的。這個分配信息必須使第三幀區(qū)中抽樣的連續(xù)串行位流能夠再細(xì)分成在接收端的位的正確數(shù)目的各種單個抽樣。該分配信息可要求，全部抽樣都由每幀的每個分頻帶的固定數(shù)目的位來代表。這稱之為以固定的或靜態(tài)的位的分配為基礎(chǔ)的發(fā)射機(jī)。該分配信息還可能意味著，多個隨時間變化的位被用于分頻帶中的抽樣。這稱之為以自適應(yīng)的或動態(tài)的分配為基礎(chǔ)的發(fā)射機(jī)。G.Theile等人在出版物“Low bit-rate coding of hing quality audio signals.An introduction to the MASCAM system”(EBU Technical Review，No 230，1988.8.)尤其對固定的和自適應(yīng)的位分配進(jìn)行了描述。在幀的抽樣之前在幀中插入分配信息的優(yōu)點是，使在接收端比較簡單的譯碼成為可能，這可用實時方式進(jìn)行并且只產(chǎn)生很小一點的時間延遲。作為這種順序的結(jié)果是不再需要在接收器的存貯器的第三幀區(qū)中首先存貯全部信息。第二數(shù)字信號一到達(dá)，分配信息就被存貯在接收機(jī)的一個存貯器內(nèi)。分配信息的信息內(nèi)容比第三幀區(qū)抽樣的信息內(nèi)容要小得多，因此和在接收器中要存貯全部抽樣的情況相比，所需的存貯能力也小得多。第三幀區(qū)中抽樣的串行數(shù)據(jù)流一經(jīng)到達(dá)，就可把這個數(shù)據(jù)流分割成為具有由分配信息確定的位數(shù)的各種抽樣，因此不必預(yù)先存貯該信號的信息?？梢栽谝粋€幀中包括所有分頻帶的分配信息。然而這不是必要的，這一點從下面將變得很清楚。
該傳送系統(tǒng)的特征可以進(jìn)一步是，第三幀區(qū)此外還包括有關(guān)比例因子的信息，比例因子和包含在第三幀區(qū)中的至少一個量化分頻帶信號有關(guān)，其特征還在于比例因子信息在量化分頻帶信號之前就包括在第三幀區(qū)中。這些抽樣可在沒有規(guī)格化的發(fā)射機(jī)中編碼，也就是說，在分頻帶中抽樣的一個信息組的幅度沒有被該信息組中具有最大幅度的抽樣的幅度所分割。在這種情況下不必發(fā)送比例因子。如果在編碼期間把抽樣規(guī)格化，就必須發(fā)送比例因子以便提供所說最大幅度的度量。如果在這個情況下比例因子在抽樣之前也被插在第三幀區(qū)中，那么在接收期間首先可將從所說比例信息中所要得出的比例因子存貯在存貯器中，并且抽樣一到達(dá)立即(即沒有時間延遲地)就可以和所說比例因子的倒數(shù)值相乘。比例因子信息可由比例因子本身構(gòu)成。顯然，插在第三幀區(qū)中的比例因子也可以是信息組中最大抽樣幅度的倒數(shù)，所以不必在接收機(jī)中確定倒數(shù)數(shù)值，從而可以更快地譯碼。另一方面，比例因子的數(shù)值可在其作為比例因子信息被插入第三幀區(qū)并且隨后發(fā)送之前就被編碼。如果在發(fā)射機(jī)中量化以后分頻帶中的分頻信號是零(這種情況從分頻帶的分配信息可知是很明顯的)，就不必發(fā)送這個分頻帶的比例因子信息。該傳送系統(tǒng)的接收機(jī)包括一個譯碼器，該譯碼器包括合成濾波器裝置，這個合成濾波器裝置響應(yīng)各量化分頻信號以構(gòu)成寬帶數(shù)字信號的復(fù)制品，這個合成濾波器裝置組合這些有抽樣頻率增量的分頻帶，從而形成寬帶數(shù)字信號的信號頻帶，該傳送系統(tǒng)的特征可以是，分頻帶信號(如果存在)按在接收機(jī)接收時和所說這些抽樣加到合成濾波器裝置上的順序相一致的順序插在第三幀區(qū)中。在第三幀區(qū)插入抽樣的順序和抽樣加到接收機(jī)中的合成濾波器中的順序相同的另一個結(jié)果是快速譯碼，這就再次說明了在抽樣被進(jìn)一步處理之前不需要在接收機(jī)中另外還要存貯抽樣。因此，接收機(jī)要求的存貯能力基本上可被限制在為了存貯系統(tǒng)信息、分配信息以及比例因子信息(如果要用的話)所需的存貯能力上。此外，產(chǎn)生了有限的信號延遲，這主要是在抽樣時進(jìn)行信號處理的結(jié)果。將各種量化分頻帶信號的分配信息適當(dāng)插入第二幀區(qū)中，其插入順序與分頻帶信號的抽樣包括在第三幀區(qū)的順序相同。這個順序?qū)Ρ壤蜃拥捻樞蛞策m用。如果期望，還可以將幀分割成四個區(qū)，第一、第二和第三幀區(qū)己如上文所述。在幀的最后一個(第四個)幀區(qū)中可以包含檢查錯誤和/或糾正錯誤的信息。在接收機(jī)中接收這個信息時可以糾正傳送期間第二數(shù)字信號中產(chǎn)生的錯誤。如同已經(jīng)指出的那樣，寬帶數(shù)字信號可以是一個單聲信號。另一方面，寬帶數(shù)字信號也可以是由第一(左)和第二(右)通道部分構(gòu)成的立體聲信號。如果傳送系統(tǒng)是以分頻帶編碼系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，那么發(fā)射機(jī)將提供包括第一和第二分頻帶信號成分的分頻帶信號，它們在量化裝置中量化后被轉(zhuǎn)換成第一和第二量化分頻帶信號成分。在這種情況下這些幀還應(yīng)包括分配信息和比例因子信息(如果發(fā)射機(jī)中抽樣已被確定比例的話)。在這里，順序也是重要的。從而在權(quán)利要求11到15即限定了這樣一個傳送系統(tǒng)。顯然，該系統(tǒng)可被擴(kuò)大到處理包括多于兩個信號成分的寬帶數(shù)字信號。
創(chuàng)造性可應(yīng)用到數(shù)字傳送系統(tǒng)，例如經(jīng)由電磁波傳送數(shù)字聲頻信號(數(shù)字聲頻廣播)的系統(tǒng)。然而，其它用途也是可以想象得到的。其中的一個例子是經(jīng)由光介質(zhì)或磁介質(zhì)傳送。光介質(zhì)傳送例如可以是經(jīng)由玻璃纖維或利用光盤或光帶的傳送。磁介質(zhì)傳送例如可以是利用磁盤或磁帶。于是可用本發(fā)明所提出的格式將第二數(shù)字信號存貯在記錄載體(諸如光盤或磁盤或磁帶)的一個或多個磁道上。該傳送系統(tǒng)的多用性和靈活性就存在于這種特殊的格式中，通過這種格式來傳送采用第二數(shù)字信號形式的信息。但這要和特殊結(jié)構(gòu)的發(fā)射機(jī)相結(jié)合，這種特殊結(jié)構(gòu)的發(fā)射機(jī)要能產(chǎn)生可用于各種類型輸入信號的這種特殊的格式。該發(fā)射機(jī)產(chǎn)生每種類型信號所要求的系統(tǒng)信息并且把這種信息插入要發(fā)送的數(shù)據(jù)流。在接收端，這可利用一種特殊的接收機(jī)來實現(xiàn)，這種特殊的接收機(jī)從數(shù)據(jù)流中抽出所說的系統(tǒng)信息，并且使所說的系統(tǒng)信息能用于正確的譯碼。
信息組由一種假想的單元組成，用它們來確定幀的長度。這就意味著，它們在第二數(shù)字信號的信息流中不必是明顯可識別的。此外，信息組與現(xiàn)行的數(shù)字聲頻接口標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系由第958號IEC標(biāo)準(zhǔn)(國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn))確定。通常應(yīng)用到消費產(chǎn)品的這個標(biāo)準(zhǔn)確定了包含一種立體聲信號的左通道和右通道的抽樣的多個幀。這些抽樣由16位的2的補(bǔ)碼字來代表。如果選擇N＝32，那么這個數(shù)字聲頻接口標(biāo)準(zhǔn)的一個幀就可以準(zhǔn)確地發(fā)送該第二數(shù)字信號的一個信息組。在這個數(shù)字聲頻接口標(biāo)準(zhǔn)中幀速率等于抽樣速率。對于本發(fā)明的應(yīng)用，應(yīng)該選擇幀速率等于BR/N。這使得目前在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字聲頻接口設(shè)備中所用的集成電路都能夠得以使用。
現(xiàn)在將通過例子并參照附圖更詳細(xì)地敘述本發(fā)明的實施例。


圖1表示由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的第二數(shù)字信號，它由多個幀構(gòu)成，每個幀又由多個信息組構(gòu)成。
圖2給出了一個幀的結(jié)構(gòu)。
圖3表示一個幀的第一個幀區(qū)的結(jié)構(gòu)。
圖4給出了發(fā)送系統(tǒng)的一個例子。
圖5是一個確定對于位速率BR和抽樣頻率Fs的指定值來說在一個幀中的信息組B的數(shù)目的表。
圖6給出了對于位速率BR的多個值來說按一個填充順序的幀的數(shù)目以及其中包括一個附加信息組(空槽)的幀的數(shù)目。
圖7表示在一個幀的第一幀區(qū)中所包括的系統(tǒng)信息。
圖8說明對于各種方式來說關(guān)于多個(兩個)通道的數(shù)字信息的分布。
圖9說明插在第二幀區(qū)中的分配信息的意義。
圖10和圖11說明分別對于格式A和格式B兩種格式來說分配信息被存入第二幀區(qū)時所用的順序。
圖12表示一個接收機(jī)的例子。
圖13表示一個以一個裝置的形式的發(fā)射機(jī)，該裝置用于在磁記錄載體上記錄第二數(shù)字信號。
圖14表示一個以一個裝置的形式的接收機(jī)，該裝置用于從一個磁記錄載體上再生第二數(shù)字信號。
圖15a到圖15d表示在一個幀的第三幀區(qū)中包括比例因子和抽樣的一些另外的可能性。
圖16表示這個發(fā)射機(jī)的一個進(jìn)一步改進(jìn)。
圖17表示一個幀的第一幀區(qū)的另一種結(jié)構(gòu)。
圖18表示在圖17所示的第一幀區(qū)中包括的系統(tǒng)信息。
圖19和圖20更詳細(xì)地表示在圖17所示的第一幀區(qū)中的信息。
圖21和圖22說明這樣一種順序，按這種順序分配信息存在于和圖17第一幀區(qū)相關(guān)的第二幀區(qū)中。
圖23給出填充有一個附加信號的一個幀的結(jié)構(gòu)。
圖24說明比例因字是怎樣得出的。
圖25說明已確定比例的抽樣的量化，從而形成q位數(shù)字表示。
圖26說明q位數(shù)字表示的去除量化。
圖1圖解表示了由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的并且經(jīng)由傳送介質(zhì)傳送的第二數(shù)字信號。第二數(shù)字信號采取串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的形式。第二數(shù)字信號包括多個幀，它們是兩個這樣的幀，即如圖1a所示的幀j和幀j+1。這些幀，諸如幀j包括多個如圖1b所示的信息組IP1、IP2.IP3……。每個信息組，諸如IP3，包括如圖1c所示的N位b0、b1.b2、……、bn-1。在一個幀中的信息組的數(shù)目取決于(a)位速率BR，第二數(shù)字信號以這個位速率BR經(jīng)由傳送介質(zhì)質(zhì)來傳送。
(b)在一個信息組中位的數(shù)目N，N大于1，(c)Fs，它是寬帶數(shù)字信號的抽樣頻率，(d)寬帶數(shù)字信號的抽樣的數(shù)目ns符合于這個數(shù)字信號并且在發(fā)射機(jī)中的轉(zhuǎn)換以后屬于第二數(shù)字信號的信息以下述方式被包括在一個幀中。參數(shù)P依照下述公式來計算
如果這個計算對于P來說產(chǎn)生了一個整數(shù)，那么在一個幀中的信息組B的數(shù)目將等于P。如果這個計算沒有得出一個整數(shù)，那么一些幀將將包括P′個信息組而其它幀包括P′+1個信息組。P′是跟隨P的下一個較低的整數(shù)。包括P′和P′+1個信息組的幀的數(shù)目以這樣一種方式即平均幀速率等于Fn/ns的方式清楚地進(jìn)行選擇。下文假定N＝32而ns＝384。圖5的表給出了對于N和ns這些值以及位速率BR的四個值以及抽樣頻率Fs的三個值來說，在一個幀中的信息組(槽)的數(shù)目。顯然，對于抽樣頻率Fs等于44.1KHz來說參數(shù)P在所有的情況下都不是整數(shù)，因此許多幀包括34個信息組，而其它幀則包括35個信息組(當(dāng)BR是128千位/秒時)。這還由圖2來說明。圖2表示一個幀。這個幀包括P′個信息組IP1、IP2、……、IPP′。有時一個幀包括P′+1個信息組。這可通過把一個附加的信息組(空槽)分配給P′信息組的幀來實現(xiàn)。圖6表中的第二列給出了按44.1KHz抽樣頻率以及上文所述四個位速率來說的填充順序中幀的數(shù)目。第三列確定了包括P′+1個信息組的順序中的所說幀數(shù)目的那些幀。通過把第二和第三列中的數(shù)目相減就得出了包括P′個信息組的順序中的幀的數(shù)目。而且第P′+1個信息組不必包含任何信息。第P′+1個信息組此外可以僅僅包括例如零。顯然位速率BR不必限于圖5和圖6表中給出的四個數(shù)值。其它數(shù)值(例如中間值)也是可能的。圖2表示一個幀包括以這個次序的三個幀區(qū)FD1、FD2和FD3。第一個幀區(qū)FD1包含同步信息和系統(tǒng)信息。第二個幀區(qū)FD2包含分配信息。第三個幀區(qū)FD3包含抽樣，并且在可應(yīng)用時包含第二數(shù)字信號的比例因子。為了進(jìn)一步地解釋，有必要首先描述按照本發(fā)明的傳送系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)的操作。
圖4圖解說明了這個傳送系統(tǒng)，它包括一個發(fā)射機(jī)1，它具有一個用于接收寬帶數(shù)字信號SBB的輸入終端2，信號SBB例如可以是一個數(shù)字聲頻信號。在聲頻信號的情況下它可以是一個單聲信號或者是一個立體聲信號。在立體聲信號的情況下該數(shù)字信號包括第一(左通道)和第二(右通道)信號成分。假定這個發(fā)射機(jī)包括一個用于寬頻帶數(shù)字信號的分頻帶編碼的編碼器，并且假定這個接收機(jī)因此而包括一個用于接收該寬頻帶數(shù)字信號的分頻帶譯碼器。這個發(fā)射機(jī)包括分析濾波器裝置3，它響應(yīng)數(shù)字寬頻帶信號SBB而產(chǎn)生多個M分頻帶信號SSB1到SSBM，這個分析濾波器裝置用抽樣頻率壓縮把寬頻帶信號SBB的信號頻帶分割成為具有頻帶數(shù)目M(1≤m≤M)的連續(xù)的分頻帶，數(shù)M隨頻率而增加。所有這些分頻帶可以有相同的帶寬，但是另一方面，這些分頻帶也可以有不同的帶寬。在那種情況下分頻帶例如可以符合人耳的臨界頻帶的帶寬。這個發(fā)射機(jī)還包括用于一個字塊一個字塊地量化各個分頻帶信號的裝置。這些量化裝置由圖4中帶有參考號9的方框來表示。
這樣的一種分頻帶編碼器本身是已知的，尤其在前面提到的Krasner和Theile et al的出版物中已作了敘述。還可以參考已分布的289，080號歐洲專利申請(PHN.12.108)。
為了進(jìn)一步說明分頻帶編碼器的操作請參看所說的出版物。這些出版物因此在這里被參考引用。這樣的一個分頻帶編碼器使重要的數(shù)據(jù)壓縮能夠得以實現(xiàn)，例如對于寬帶數(shù)字信號SBB從每個抽樣16位壓縮到例如在這個信號中每個抽樣4位，它經(jīng)由圖4的傳送介質(zhì)4傳送給接收機(jī)5。假定上述的ns是384。這意味著存有寬帶數(shù)字信號的384個抽樣的字塊，每個抽樣的長度為16位?，F(xiàn)在還假定M＝32。因此，寬帶數(shù)字信號在分析濾波器裝置3中被分裂成為32個分頻帶信號?，F(xiàn)在分頻道信號的32個字塊出現(xiàn)在分析濾波器裝置的32個輸出端上，每個字塊包括12個抽樣(這些分頻帶具有相等寬度)，每個抽樣具有16位的長度。這意味著在濾波器裝置3的輸出端上信息內(nèi)容仍然等于在輸入端2上的信號SBB的384個抽樣的字塊的信息內(nèi)容。裝置9提供了數(shù)據(jù)壓縮，其中通過采用有關(guān)屏蔽的知識，使12抽樣中的32個字塊中的抽樣(一個分頻帶有一個字塊)都被更加粗略地量化了，從而可由較小數(shù)目的位來代表。在靜態(tài)位分配的情況下每個幀的每個分頻帶的全部抽樣都由固定數(shù)目的位來表示。這個數(shù)目對于兩個或多個分頻帶來說可以是不同的，但是對于多個分頻帶來說它也可以是相等的，例如等于4個位。在動態(tài)位分配的情況下對于每個分頻帶來說所選擇的位的數(shù)目以時間的角度來看可以是不同的，所以用相同的位速率有時可以獲得甚至更大的數(shù)據(jù)壓縮或者可以獲得較高的音質(zhì)。
在裝置9中被量化的分頻帶信號被施加給一個產(chǎn)生器裝置6。這個裝置6從已量化的分頻帶信號出發(fā)產(chǎn)生了如圖1和圖2所示的第二數(shù)字信號。這個第二數(shù)字信號如上文所述可經(jīng)由介質(zhì)直接傳送。然而，這個第二數(shù)字信號最好首先適宜于在一個信號轉(zhuǎn)換器(未示出)上經(jīng)由傳送介質(zhì)4傳送。這樣的一個數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括例如一個8位到10位的轉(zhuǎn)換器。這樣的一個8位到10位的轉(zhuǎn)換器例如在150，082號(PHN.11.117)歐洲專利申請中給出了說明。這個轉(zhuǎn)換器把8位數(shù)據(jù)字轉(zhuǎn)換成為10位數(shù)據(jù)字。此外，這樣的一個信號轉(zhuǎn)換器使交叉處理能夠得以應(yīng)用。所有這些的目的是使在接收側(cè)要接收的信息能夠進(jìn)行錯誤校正。
顯然，接收機(jī)5從傳送介質(zhì)4接收的信號應(yīng)被去除交叉并進(jìn)行10位到8位的轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地解釋這些幀的組成和內(nèi)容。圖3更詳細(xì)地表示了圖2的第一幀區(qū)FD1。圖3清楚地表示出，現(xiàn)在第一幀區(qū)正好包括32位，因此正好等于一個信息組，即這個幀的第一個信息組IP1。這個信息組的前16位構(gòu)成同步信號(或者同步字)。這個同步信號例如可以只包括一些“1”。位16到位31表示系統(tǒng)信息。位16到位23表示在一個幀中的信息組的數(shù)目。因此對于包括P′個信息組的幀和包括附加信息組IPP′+1的幀來說，這個信息組數(shù)目與P′相一致。為了避免與同步信號相類似，P′最多可以是254(按位的記法是11111110)。位24到位31提供了幀格式信息。圖7給出了信息的這個安排和意義的一個例子。位24指示幀的類型。在格式A的情況下第二幀區(qū)具有與在格式B的情況下不同的長度(不同數(shù)目的信息組)。正如下文將要明顯說明的那樣，在A格式中的第二個幀區(qū)FD2包括8個信息組，即包括信息組IP2到IP9在內(nèi)，而在B格式中它包括4個信息組，即包括信息組IP2到IP5在內(nèi)。位25和位26指示是否允許復(fù)制信息。位27到位31指示功能方式。這意味著a)通道方式，指示寬帶信號的類型(如上文所述這可以是一個立體體聲信號、一個單聲信號、或者包括兩種不同信號成分例如代表相同文本但是采用兩種不同語言的一個聲頻信號)。圖8表示通道方式。它圖解說明了在上文所述的情況下信號成分在兩個通道之間是怎樣被分割的。
b)寬帶信號的抽樣頻率Fs。
c)加重，它可放到發(fā)射機(jī)的寬帶數(shù)字信號上。數(shù)值50μs和15μs是加重和CCITT J的時間常數(shù)。數(shù)值17表示由CCITT(國際電報和電話咨詢委員會)確定的一個特定的重點標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)在將參照圖9、圖10和圖11更詳細(xì)地描述圖2中幀區(qū)FD2的內(nèi)容。在A格式中第二幀區(qū)包含8個信息組。這是因為假定寬帶數(shù)字信號SBB被轉(zhuǎn)換成為32個分頻帶信號(對于數(shù)字信號SBB的每個信號區(qū))。把一個具有4位長度的分配字分配給每個分頻帶。這產(chǎn)生了總共64個分配字，每個字具有4位的長度，它們正好可被容納在8個信息組中。在B格式中第二幀區(qū)僅容納一半數(shù)目的分頻帶的分配信息，因此現(xiàn)在第二幀區(qū)只包括4個信息組。圖9說明了4位分配字AW的意義。與一個特定分頻帶有關(guān)的一個分配字確定了位的數(shù)目，在裝置9中進(jìn)行量化以后在有關(guān)分頻帶中的分頻帶信號的抽樣就由這個數(shù)目來代表。例如分配字AW是0100，它表示抽樣由5位字來代表。此外，從圖9得出，分配字0000表示在有關(guān)分頻帶中不產(chǎn)生抽樣。例如，如果一個相鄰分頻帶中的分頻帶信號具有這樣大的一個幅度以致于這個信號全部掩蔽了有關(guān)分頻帶中的分頻帶信號，那么這種情況就可能發(fā)生。此外，不使用分配字1111，因為它太類似于第一信息組IP1中的同步字。圖10表示在這樣一種情況下的序列幀方式是A，其中分配字是AW、j、m，它與兩個通道j有關(guān)，j＝Ⅰ或Ⅱ，序列數(shù)為m的32個分頻帶，m的范圍為1到32，它們都被排列在第二幀區(qū)中。分配字AWI、1屬于第一個和最低的分頻帶(通道Ⅰ、分頻帶1)的第一個分頻帶信號成分，它首先被插入。在此之后，屬于第一個和最低的分頻帶(通道Ⅱ、分頻帶1)的第二個分頻帶信號成分的分配字AWⅡ、1被插入第二幀區(qū)FD2中。接著，屬于第二個和除一個分頻帶之外最低的分頻帶(通道Ⅰ、分頻帶2)的第一個分頻帶信號成分的分配字AWⅠ、2被插入幀區(qū)FD2中。接著是屬于第二個分頻帶(通道Ⅱ、分頻帶2)的第二個分頻帶信號成分的分配字AWⅡ、2。就這樣繼續(xù)下去直到屬于第四個分頻帶(通道Ⅱ、分頻帶4)的第二個分頻帶信號成分的分配字AWⅡ、4被插入第二幀區(qū)FD2中。這個幀的第二個信息組IP2(槽2)是這個幀的幀區(qū)FD2中的第一個信息組，于是它正好被填充。接著，信息組IP3(槽3)用AWⅠ、5;AWⅡ、5;……AWⅡ、8填充。就這樣按圖10所示的順序繼續(xù)下去。圖10僅給出了被插入的分配字AW、j、m的示數(shù)j-m。圖11表示對于在一個B格式幀的情況下分配字的順序。在這種情況下只插入分頻帶1至16的分配字。圖10所示的順序符合于這樣一種順序即屬于一個通道j和一個分頻帶m的這些分離的抽樣一旦在接收機(jī)接收時就被施加給合成濾波器裝置。這將在下文更詳細(xì)地進(jìn)行解釋。串行數(shù)據(jù)流例如僅包含符合了A格式的幀。在接收機(jī)中每個幀的分配信息被用于從所說幀的第三幀區(qū)中的信息正確地得出抽樣。然而，串行數(shù)據(jù)流還可以大體上交替地包括符合了A格式的幀和符合了B格式的幀。然而，符合于兩種格式的幀可以包含對于全部通道和第三幀區(qū)中的全部分頻帶的抽樣。一個符合于B格式的幀因此事實上缺少為從一個B格式幀的第三幀區(qū)中得出對于分頻帶17至32的通道Ⅰ或Ⅱ中的抽樣所需要的分配信息。接收機(jī)包括一個存器，可把在一個A格式幀的第二幀區(qū)中包括的分配信息貯存在該存貯器中。如果下一個幀是B格式幀，那么在該存貯器中只有對于分頻帶1至16和通道Ⅰ和Ⅱ的分配信息被B格式幀的第二幀區(qū)中包括的分配信息替換，并且為了從B格式幀的第三幀區(qū)中得出對于分頻帶17至32的抽樣，就要利用從前一個A格式幀中得出的、并且仍然存在于存貯器中的這些分頻帶的分配信息。交替使用A格式幀和B格式幀的理由是，對于某些分頻帶來說，在對于較高分頻帶17至32的分配信息的現(xiàn)在的情況下，分配信息不能迅速地改變。既然在量化期間已經(jīng)知道在發(fā)射機(jī)中可以得到各個分頻帶的分配信息，那么如果包括分頻帶17至32在內(nèi)的分配信息不改變(顯著地)，這個發(fā)射機(jī)就能夠確定產(chǎn)生一個B格式幀而不是一個A格式幀。此外，這說明附加的空間現(xiàn)在對于包括第三幀區(qū)FD3的抽樣來說成為可以利用的了。對于P′的一個特定值來說一個B格式幀的第三幀區(qū)比一個A格式幀的第三幀區(qū)長4個信息組。因此，這使得位的數(shù)目增加，在較低分頻帶1至16中的抽樣就由這些位來表示，從而對于這些分頻帶來說可以達(dá)到較高的傳送精度。此外，如果需要更精確地量化這些較低的分頻帶，發(fā)射機(jī)可以自動地挑選B格式幀的產(chǎn)生。這可能是以消耗量化較高分頻帶所具有的精確度來作為代價的。
圖2中的第三幀區(qū)FD3包含對于兩個通道的量化分頻帶信號成分的抽樣。如果這些分頻帶通道之中沒有一個通道的幀區(qū)FD2不存在有分配字0000，那么這意味著在目前的例子中12個抽樣被插在兩個通道及32個分頻帶之中的每個分頻的第三幀區(qū)FD3中。這意味著總共有768個抽樣。在發(fā)射機(jī)中這些抽樣可在進(jìn)行量化之前和一個比例因子相乘。對于這些分頻帶和通道之中的每一個分頻帶和通道來說，12個抽樣的幅度被這12個抽樣之中具有最大幅度的那個抽樣的幅度來分割。在這種情況下，對于每一個分頻帶和每一個通道來說應(yīng)該傳送一個比例因子，以便在接收端抽樣時使逆操作能夠得以進(jìn)行。為了這個目的，第三幀區(qū)因此包含比例因子SF j、m，每一個比例因子都相對于各個分頻帶中的每一個量化分頻帶信號成分。在本實例中，比例因子都由6位數(shù)字表示，最高有效位開始，數(shù)值范圍從000000到111110。分配給這些分頻帶的比例因子(即它們的分配信息不是零)要在這些抽樣的傳送開始進(jìn)行之前被發(fā)送。這意味著這些比例因子被存放在這些抽樣前面的第三幀區(qū)FD3的引導(dǎo)部分中。這使得不必在接收機(jī)中貯存全部抽樣就能夠?qū)崿F(xiàn)接收機(jī)5的快速譯碼，正如下文將要明顯敘述的那樣。比例因子SF j、m因此可以表示這樣的數(shù)值，即在第m個分頻道的第j個通道中的信號的抽樣已被這個數(shù)值相乘了。相反地，將數(shù)字1除以所說數(shù)值作為比例因子貯存，以便在接收端不必去除以在抽樣前面的比例因子，就可按比例放大到正確的數(shù)值。
對于幀格式A來說最大數(shù)目的比例因子是64。如果對于一個確定通道j和一個確定分頻帶m的分配字AW j、m具有數(shù)值0000，這就意味著對于這個通道和這個分頻帶來說沒有抽樣存在于幀區(qū)FD3中，則不必包括對于這個通道和這個分頻帶的比例因子。比例因子的數(shù)目因此小于64。比例因子SF j、m被插在第三幀區(qū)FD3中的順序與分配字已被插在第二幀區(qū)中的順序相同。這個順序因此如下所示SFⅠ、1;SFⅡ、1;SFⅠ、2;SFⅡ、2;SFⅠ、3;SFⅡ、3;……SFⅠ、32;SFⅡ、32。
如果不必插入一個比例因子，那么這個順序就是不完全的。于是這個順序例如可以是……SFⅠ、4;SFⅠ、5;SFⅡ、5;SFⅡ、6……在這種情況下沒有插入對于通道Ⅱ的第四個分頻帶和通道Ⅰ的第六個分頻帶的比例因字。如果這個幀是一個B格式的幀，那么仍然可以認(rèn)為在第三幀區(qū)中插入了對于全部分頻帶和全部通道的比例因子。然而這不是必要的。在這種情況下在這個幀的第三幀區(qū)中只插入對于分頻帶1至16的比例因子也是可能的。在接收機(jī)中這需要一個存貯器，全部比例因子可在接收到一個在先到達(dá)的A格式幀的這個瞬間被存入這個存貯器中。接著在接收到B格式幀的時候，只有分頻帶1至16的比例因子被B格式幀所包括的比例因子替換。為了使B格式幀的第三幀區(qū)所包括的這些分頻帶的抽樣復(fù)原到正確的比例，于是使用在先接收的A格式幀對于分頻帶17至32的比例因子。
抽樣插入第三幀區(qū)FD3中的順序與分配字和比例因子的順序相同，對應(yīng)于相繼的每個通道的每個分頻帶都有一個抽樣。即，首先是對于兩個通道的所有分頻帶的量化分頻帶信號的所有第一個抽樣，然后是所有第二個抽樣，……等等。這些抽樣的二進(jìn)制表示是任意的，最好不再使用只包括“1”的二進(jìn)制字。
由發(fā)射機(jī)1產(chǎn)生的第二數(shù)字信號然后經(jīng)由輸出端7被施加到傳送介質(zhì)4，這個信號再利用傳送介質(zhì)4傳送給接收機(jī)5。經(jīng)由傳送介質(zhì)4的傳送可以是例如無線電傳送通道的無線傳送。然而，其它傳送介質(zhì)也是可能的。在這方面可以設(shè)想光學(xué)傳送，例如經(jīng)由光學(xué)纖維或者諸如小型盤狀介質(zhì)的光學(xué)記錄載體，或者利用RDAT或SDAT類的記錄和復(fù)制技術(shù)的磁記錄載體的傳送，對于這方面可參考書籍“The art of digital audio”(J.Watkinson，F(xiàn)ocal Press，London，1988)。
接收機(jī)5包括一個譯碼器，它對在發(fā)射機(jī)1的編碼器6中編碼的信號進(jìn)行譯碼，并且把它轉(zhuǎn)換成為這個寬帶數(shù)字信號的復(fù)制品，從而提供給輸出端8。
圖12表示圖4中接收器5的一個更具體的方案。編碼信號(第二數(shù)字信號)經(jīng)由終端10施加給裝置11。輸入信號中的基本信息被包含在比例因子和抽樣中。第二數(shù)字信號中的剩余信息僅被要求用于“校正薄記”，以便使正確的譯碼能夠進(jìn)行。對于每個輸入幀來說都重復(fù)譯碼過程。發(fā)射機(jī)首先從這些幀中得出同步和系統(tǒng)信息。裝置19每次都檢測位于每個幀的第一幀區(qū)的前16位中的同步字。既然這些連續(xù)幀的同步字每次都被一個整數(shù)倍的P′或P′+1個信息組隔離開，所以可以非常精確地檢測這些同步字。一旦接收器處于同步狀態(tài)，同步字就可在裝置19中得到檢測，在這種情況下裝置19有一個時間窗口，它具有例如一個信息組的長度，這個時間窗口每次在P′信息組之后打開，所以只有那個部分的輸入信號被施加給裝置19中的同步字檢測器。如果沒有檢測到同步字;那么在另一個信息組的持續(xù)期間時間窗口仍然保持打開狀態(tài)，因為前一個幀可能是一個包括P′+1個信息組的幀。裝置19中的一個PLL可以從這些同步字中得出一個時鐘信號，從而控制中心處理機(jī)18。從上文敘述中顯然可以得知，接收機(jī)應(yīng)該知道在一個幀中包含多少信息組。為了這個目的，系統(tǒng)信息經(jīng)由處理機(jī)18的輸入端被提供給開關(guān)裝置15，這個開關(guān)裝置因此要處于圖中所示的位置上。那么系統(tǒng)信息就可被貯存在處理機(jī)18的一個存貯器18a中。這個關(guān)于一個幀的信息組數(shù)目的信息可經(jīng)由控制信號線20而被提供給裝置19，以便在同步字檢測的恰當(dāng)瞬間打開時間窗口。當(dāng)接收到系統(tǒng)信息時開關(guān)15就轉(zhuǎn)換到較低位置。在這個幀的第二幀區(qū)中的分配信息于是可被貯存在存貯器18b中。如果輸入幀中的分配信息不包括一個對于全部分頻帶和通道的分配字，那么這在所檢測的系統(tǒng)信息中就已經(jīng)是很明白的了。例如這可以是指出這個幀是一個A格式幀還是一個B格式幀的信息。這樣，在系統(tǒng)信息中包含的有關(guān)信息的影響下，處理機(jī)18中將在分配存貯器18b中的恰當(dāng)位置上貯存所接收的分配字。很明顯，在本實例中分配存貯器18b包括64個存貯位置。如果不發(fā)送比例因子，就可以省去由參考號11、12和17指示的部件，一個幀的第三幀區(qū)中的內(nèi)容就經(jīng)由輸入端10而提供給合成濾波器裝置，輸入端10經(jīng)由連接線16耦連到所說濾波器裝置的輸入端。為了再生這個寬帶信號，把抽樣提供給濾波器裝置21的順序與濾波器裝置21處理這些抽樣的順序相同。為了在濾波器裝置21中把抽樣的串行數(shù)據(jù)流分割成為各個抽樣，每個抽樣具有恰當(dāng)數(shù)目的位，就需要在存貯器18b中貯存的分配信息。為了這個目的，分配信息經(jīng)由線路22提供給濾波器裝置21。接收機(jī)還包括一個去除加重裝置23，它使由濾波器21提供的再生數(shù)字信號經(jīng)受去除加重處理。為了正確的去除加重，在第一幀區(qū)的位24至31中的有關(guān)信息應(yīng)經(jīng)由線路24從存貯器18a中提供給去除加重裝置23。
如果第三幀區(qū)也包含比例因子SF j、m，那么接收機(jī)將包括開關(guān)11、存貯器12和乘法器17。在一個幀的第三幀區(qū)FD3到達(dá)的所有時刻，在經(jīng)由導(dǎo)線13被處理機(jī)18提供的一個控制信號的影響下開關(guān)11處于較低位置。比例因子于是可被提供給存貯器12。在經(jīng)由線路14被處理機(jī)18提供給存貯器12的地址信號的影響下，比例因子被貯存在存貯器12中的恰當(dāng)位置上。存貯器12具有64個用于存貯64個比例因子的位置。當(dāng)再次接收到一個B格式幀時，處理機(jī)18把這樣的地址信號提供給存貯器12以便使僅僅分頻帶1至16的比例因子被這個B格式幀的比例因子所改寫。接著，開關(guān)11在經(jīng)由線路13提供的控制信號的影響下轉(zhuǎn)換到所示(較高的)位置，以使抽樣提供給乘法器17。在這時經(jīng)由線路22提供給乘法器17的分配信息的影響下，乘法器首先從經(jīng)由線路16提供的串行數(shù)據(jù)流中得出合適位長度的各個抽樣。然后，這些抽樣被加倍以使它們復(fù)原到在發(fā)射機(jī)中按比例縮小之前這些抽樣的正確數(shù)值。如果在存貯器12中貯存的比例因子是這樣的比例因子，即這些抽樣已經(jīng)在發(fā)射機(jī)中按這樣的比例因子縮小比例，那么這些比例因子首先應(yīng)取倒數(shù)(1被該比例因子除)，然后應(yīng)被提供給乘法器17。顯然，在比例因子被貯存在存貯器12之前的接收時候取這些比例因子的倒數(shù)也是可能的。如果在這些幀中的比例因子已經(jīng)等于這樣的數(shù)值，即這些抽樣應(yīng)在接收期間按所說數(shù)值放大比例，那么它們可被直接貯存在存貯器12中并且可被直接提供給乘法器17。很明顯，在根據(jù)幀中包含的抽樣進(jìn)行的信號處理開始之前不要求存貯器貯存所有這些抽樣。在一個抽樣經(jīng)由線路16到來的這個時刻，所有的為了處理這個抽樣而要求的信息都已經(jīng)可以得到了，所以可以立刻進(jìn)行處理。這個總過程是在由處理機(jī)18提供給發(fā)射機(jī)所有部分的時鐘信號和控制信號的作用下而進(jìn)行的。圖中并未示出所有的控制信號。這樣做是不必要的，因為對于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說接收機(jī)的操作是顯而易見的。在處理機(jī)18的控制下乘法器17按照合適的倍乘因子去乘這些抽樣?，F(xiàn)在這些已經(jīng)被復(fù)原到正確幅度的抽樣被提供給再生濾波器21，在濾波器21中這些分頻帶信號被再次轉(zhuǎn)變成為寬帶數(shù)字信號。不必要對接收機(jī)作進(jìn)一步說明，因為這樣的接收機(jī)一般是已知的，如參見出版物”Low bit rate coding of hing-qualityaudio signals.An introduction to the MASCAM System”(G.Theile et al in EBU Technical Review，No.230，August 1988)。此外，很明顯，如果系統(tǒng)信息也被發(fā)送，那么接收機(jī)就能夠高度靈活并且能夠?qū)@些信號進(jìn)行正確譯碼，即使在具有不同系統(tǒng)信息的第二數(shù)字信號的情況下也是如此。
圖13還圖示了發(fā)射機(jī)的另一個實施例，現(xiàn)在它采取用于在記錄載體上記錄寬帶數(shù)字信號的一個記錄裝置的形式，在本例中該記錄載體是一個磁記錄載體25。編碼器6把第二數(shù)字信號提供給一個記錄裝置27，記錄裝置27包括一個寫入頭26，利用寫入頭26就把信號記錄在這個記錄載體的一個磁道上。例如通過一個螺旋掃描記錄器就可以把第二數(shù)字信號記錄在記錄載體的單個磁道上，在這種情況下單個磁道事實上被劃分為多個并列磁道，這些并列磁道相對于記錄載體的縱向方向是傾斜的。其中的一個例子是一種RDAT樣的記錄方法。另一種方法是分裂信息并且在多個并列磁道上記錄該分裂信息，這些并列磁道在記錄載體上沿記錄載體的縱方向延伸。為此可以考慮使用一種SDAT樣的記錄方法。上述兩種方法的全面說明可從前面提到的由J.Watkinson著的書“The art of a digital audio”中得知。另一方面要注意，由裝置6提供的信號首先可在一個信號轉(zhuǎn)換器中編碼。這種編碼仍然可以是如參照圖4所敘述的8位到10位的轉(zhuǎn)換，接著是交叉過程。如果編碼信息被記錄在記錄載體上的多個鄰接的并列磁道中，那么這個信號轉(zhuǎn)換器還應(yīng)該能夠把編碼信息分配給各個磁道。
圖14圖解表示了接收機(jī)5的一個實施例，它在本例中采取用于讀出記錄載體25的一個讀出裝置的形式，在這個記錄載體25上已經(jīng)利用圖13所示的裝置以第二數(shù)字信號的形式記錄了寬帶數(shù)字信號。第二數(shù)字信號通過讀出頭29從記錄載體上的一個磁道中讀出并且被提供給接收機(jī)5，接收機(jī)5例如可以是如圖12所示的一種結(jié)構(gòu)。另一方面讀出裝置28可被設(shè)計為執(zhí)行一種RDAT樣的或者SDAT樣的再生方法。兩種方法同樣在前面提到的Watkinson著的書中作了全面的說明。如果對在圖13所示的記錄裝置中由裝置6提供的信號已經(jīng)進(jìn)行了例如8位到10位的轉(zhuǎn)換以及交叉步驟，那么從記錄載體25中讀出的編碼信號首先應(yīng)被去除交叉然后應(yīng)經(jīng)過10位到8位的轉(zhuǎn)換。此外，如果編碼信號已被記錄在多個平行磁道上，那么圖14所示的再生裝置就應(yīng)該在進(jìn)一步的處理被施加之前把從這些磁道中讀出的信息按恰當(dāng)?shù)捻樞蜻M(jìn)行排列。
圖15表示把比例因子和抽樣插入一個幀的第三幀區(qū)FD3中的多個其它可能性。圖15a說明了上文所述的方法，對于所有分頻帶m和通道(Ⅰ或Ⅱ)的比例因子SF就用這種方法插在第三幀區(qū)中的抽樣之前。圖15b說明了與圖15a相同的情況，但是在這個情況下它圖解表示了對于在分頻帶m中兩個通道的比例因子SFⅠ、m和SFⅡ、m以及有關(guān)的X個抽樣的存貯能力。圖15b表示對于結(jié)合為字塊的分頻帶m中兩個通道的抽樣，通常它們被分配在第三幀區(qū)中。這些抽樣具有y個位的長度。在上述例子中X是12而y則取為8。圖15c表示另一種格式。對于分頻帶中第一和第二通道的兩個比例因子仍然存在于第三幀區(qū)中。然而不是對于分頻帶m(即總共2X個抽樣)中兩個通道(立體聲信號的左和右通道)的X個抽樣而只是對于分頻帶m的X個抽樣被包括在第三幀區(qū)中。這些個X抽樣例如通過把在兩個通道中的每一個通道的對應(yīng)抽樣相加來獲得。事實上，在這個分頻帶m中獲得了一個單聲信號。圖15c中的X個抽樣各有z個位長度。如果z等于y就節(jié)省了第三幀區(qū)中的空間，它于是可被用于需要更精確量化的那些抽樣。另一方面能夠用z＝2y(＝16)位來表示單聲信號的X個抽樣。如果在一個分頻帶中的左側(cè)和右側(cè)信號成分之間的相位差是不相關(guān)的但單聲信號的波形是重要的，那么就進(jìn)行這樣一種信號處理。這特別適于較高分頻帶的信號，因為人耳的相位靈敏度對于這些分頻帶中的頻率來說比較低。通過用16位來表示單聲信號的X個抽樣，就可以更精確地量化波形，而在第三幀區(qū)中這些抽樣所占據(jù)的空間等于在圖15b所示例子中的空間。還有另一個可能性就是例如用12位來表示圖15中的抽樣。這樣信號的確定就比圖15b所示的例子更精確，同時另外還節(jié)省了第三幀區(qū)中的空間。當(dāng)圖15c所示的第三幀區(qū)所包括的這些信號在接收端再生時，就獲得了被稱為“強(qiáng)度立體”的立體效果。這里，由于比例因子SFⅠ、m和SFⅡ、m的不同數(shù)值，只有左通道和右通道中信號(在分頻帶m中)的強(qiáng)度可以不同。
圖15d還給出了另一種可能性。在這種情況下對于分頻帶m中的兩個信號成分只有一個比例因子SFm。這種情況特別對于低頻分頻帶來說可能發(fā)生。還有另一種可能性圖中沒有示出，即對于圖15b中分頻帶m的通道Ⅰ和通道Ⅱ來說的X個抽樣沒有相關(guān)的比例因子SFⅠ、m和SFⅡ、m。因此，這些比例因子不插在同一個第三幀區(qū)中。在這種情況下由前一個幀的第三幀區(qū)包括的比例因子SFⅠ、m和SFⅡ、m必須用于在接收機(jī)中按比例放大這些抽樣。
所有這些參照圖15敘述的可能性都可被用于發(fā)射機(jī)，以便經(jīng)由傳送介質(zhì)實現(xiàn)最有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送。這樣，參照圖15描述的這些幀可以交替地發(fā)生在數(shù)據(jù)流中?？梢栽O(shè)想，如果接收機(jī)還能夠正確地給這些不同的幀譯碼，那么在系統(tǒng)信息中就應(yīng)該包括關(guān)于這些幀的結(jié)構(gòu)的信息。
圖16更詳細(xì)地表示了發(fā)射機(jī)。這個圖表示各項信息怎樣能被結(jié)合形成如圖1、2和3給出的串行數(shù)據(jù)流。圖16事實上表示在發(fā)射機(jī)1中編碼器6的一種更詳細(xì)的形式。這個編碼器包括一個中心處理機(jī)30，它控制編碼器中的多個裝置。這個編碼器包括一個位于處理機(jī)30中的產(chǎn)生器31，它用于產(chǎn)生參照圖3所述的同步信息和系統(tǒng)信息，還包括一個產(chǎn)生器32用于確定分配信息，還包括一個產(chǎn)生器33(任選的)用于確定比例因子，還包括一個產(chǎn)生器34用于確定一個幀的抽樣。產(chǎn)生器35能夠產(chǎn)生附加信息組IPP′+1。這些產(chǎn)生器的輸出端被耦連到取5位開關(guān)形式的開關(guān)裝置40的有關(guān)輸入端，開關(guān)裝置40的輸出端被耦連到編碼器6的輸出端7。開關(guān)裝置40還可由處理機(jī)30來控制。經(jīng)由線路41.1至41.4來控制各個產(chǎn)生器?，F(xiàn)在將針對一個被分割為M個分頻帶信號的單聲信號來敘述這個發(fā)射機(jī)的操作。這些M個分頻帶信號SSB1至SSBM被提供給終端45.1、45.2……、45.M。例如，這些分頻帶信號中的每個分頻帶信號的12個抽樣的字塊被一起取用。在裝置46.1至46.M中，相對于一個字塊中最大抽樣的幅度來改變這個字塊中的12個抽樣(如果存在的話)的比例。經(jīng)由線路47.1至47.M來把M個比例因子提供給裝置33(如果存在的話)。這些分頻帶信號被提供給M個量化器48.1至48.M和一個裝置49。對于每個分頻帶，裝置49確定應(yīng)該量化的有關(guān)分頻帶信號的位的數(shù)目。這個信息經(jīng)由線路50.1至50.M提供給各自的量化器48.1至48.M，從而使這些量化器正確地量化這些分頻帶信號中的每個信號的12個抽樣。此外這個(分配)信息還被提供給裝置32。這些量化分頻帶信號的抽樣經(jīng)由線路51.1至51.M提供給裝置34。裝置32、33和34把分配信息、比例因子和抽樣排列在恰當(dāng)?shù)捻樞蛑?，即按前面敘述的順序。此外，處理機(jī)30已經(jīng)產(chǎn)生了有關(guān)要被生成的幀的同步信息和系統(tǒng)信息，在這些信息中應(yīng)該插入裝置32、33和34中貯存的所說信息。在圖中所示的開關(guān)裝置40的位置上從產(chǎn)生器31提供對于一個幀的同步和系統(tǒng)信息并且輸送到輸出端7。接著，開關(guān)裝置40在CPU30經(jīng)過線路53提供的控制信號的作用下自頂部位置開始被設(shè)置在第二個位置上，以便使產(chǎn)生器32的輸出端被耦連到輸出端7。這樣分配信息就由產(chǎn)生器32提供到輸出端7。分配信息的順序如同參照圖10或11所敘述的順序。在此之后開關(guān)40被設(shè)置到從頂部開始的第三個位置上。這意味著產(chǎn)生器33的輸出端被耦連到輸出端7。于是產(chǎn)生器33就按恰當(dāng)順序把比例因子提供到輸出端7。開關(guān)40然后被設(shè)置到下一個位置，以使產(chǎn)生器34的輸出端被耦連到輸出端7。于是產(chǎn)生器34把在恰當(dāng)順序中的各個分頻帶的抽樣提供到輸出端7。用這種循環(huán)方式就恰好把一個幀提供給輸出端7。接著，開關(guān)40被重新設(shè)置到頂部位置。于是開始一個新的周期，在這個周期中對于每個分頻帶的12個抽樣的一個隨后的字塊被編碼，并且在輸出端7可以生成一個后來接著的幀。在某些情況下，例如參見圖5，如果抽樣頻率Fs是44.1KHz，那么必須增加一個附加信息組(空槽，參見圖2)。在這種情況下開關(guān)將從耦連產(chǎn)生器34的位置上轉(zhuǎn)到低部位置。于是產(chǎn)生器35的輸出端被耦連到輸出端7。這樣產(chǎn)生器35產(chǎn)生附加信息組IPP′+1，它被提供給輸出端7。在開關(guān)40被重新設(shè)置到頂部位置以后開始新的周期。顯然，如果由發(fā)射機(jī)接收的信號對于在該信號傳送期間引起的錯誤要進(jìn)行校正，那么一個特定通道的編碼應(yīng)被用于第二數(shù)字信號。另外，需要在第二信號傳送之前調(diào)制這個第二數(shù)字信號。這樣，經(jīng)由傳送介質(zhì)傳送一個數(shù)字信號，該信號可以不是直接能夠作為第二信號來識別的，但該信號卻是從第二數(shù)字信號導(dǎo)出的。另外，要注意，例如在分頻帶具有不同寬度的情況下，對于插在一個第三幀區(qū)的各個分頻帶抽樣的數(shù)目可以不同，并且很可能不同。例如假定，采用分割為三個分頻帶的分割，一個較低分頻帶SB1、一個中間分頻帶SB2以及一個較高分頻帶SB3。較高分頻帶SB3的帶寬例如為其它兩個分頻帶的帶寬的兩倍。這意味著對于分頻帶SB3的插在第三幀區(qū)中抽樣的數(shù)目同樣是對于其它分頻帶中的每個的兩倍。于是把這些抽樣提供給接收機(jī)中的再生濾波器的順序可以是SB1的第一個抽樣、SB3的第一個抽樣、SB2的第一個抽樣、SB3的第二個抽樣、SB1的第二個抽樣、SB3的第三個抽樣、SB2的第二個抽樣、SB3的第四個抽樣、……等等。于是把這些分頻帶的分配信息插在第二幀區(qū)中的順序現(xiàn)在是首先SB1的分配字、然后SB3的分配字、接著SB2的分配字。這同樣適用于比例因子。此外，接收機(jī)可以從這個系統(tǒng)信息中得出，在這種情況下這個周期包括一些組，每個組包括四個抽樣，每個組包括SB1的一個抽樣、SB3的一個抽樣、SB2的一個抽樣以及接著的SB3的另一個抽樣。
圖17表示第一幀區(qū)FD1的另一個結(jié)構(gòu)。第一幀區(qū)FD1同樣還正好包含32位，因此對應(yīng)于一個信息組。前16位同樣還構(gòu)成同步信號(或者同步字)。同步字同樣還可能與圖3中第一幀區(qū)FD1的同步字相同。容納在位16至位31中的信息卻不同于圖3中位16至位31中的信息。位b16至b19代表位速率下標(biāo)(BR下標(biāo))。位速率下標(biāo)是一個4位數(shù)，它的意義在圖18的表中作了說明。如果位速率下標(biāo)等于4位數(shù)字?jǐn)?shù)“0000”，那么這表示自由格式狀態(tài)，這意味著位速率是不確定的并且譯碼器必須單獨取決于同步字以便檢測一個新幀的開始。為了不干擾同步字檢測，不使用4位數(shù)字?jǐn)?shù)“1111”。在圖18的表的第二列中位速率下標(biāo)表示為對應(yīng)于4位數(shù)字?jǐn)?shù)的十進(jìn)制數(shù)。相對應(yīng)的位速率值由第一列給出。
位20和21代表抽樣頻率Fs，參見圖18。
圖18表示對于位b20和b21的4個可能的2位數(shù)字?jǐn)?shù)以及相關(guān)的抽樣頻率。位22指出這個幀是包括一個空槽(在這種情況下b22＝“1”)、還是不包括一個空槽(在這種情況下b22＝“0”)。在位b16至b22中的信息使確定實際上有多少信息組存在在這個幀中變?yōu)榭赡堋＿@還意味著第一幀區(qū)包含關(guān)于這個幀的信息組數(shù)目的信息。ns是寬帶信號抽樣的數(shù)目，寬帶信號相應(yīng)的信息屬于第二數(shù)字信號并被包容在一個幀中，在本例中ns＝384，當(dāng)ns是已知時，就可能利用圖8表中的數(shù)據(jù)、填充位b22和公式p = (BR)/(N) × (ns)/(FS) 來確定有多少信息組B存在于這個幀中。位b23是用來確定這個系統(tǒng)的未來的擴(kuò)充的。將在下文對這個未來的擴(kuò)充進(jìn)行描述。目前假定這個位是“0”。這個第一幀區(qū)關(guān)于位b24到b31的內(nèi)容將參照圖19和20來說明。位b24和b25給出了聲頻信號的方式指示。
對于這個兩位數(shù)字?jǐn)?shù)的4種可能性來說，圖20表示這個寬帶數(shù)字信號是一個立體聲信號(“00”)、一個單聲信號(“11”)、一個雙語言信號(“10”)，還是一個強(qiáng)度立體聲信號(“01”)。在上述的最后一個情況下，位26和27指出哪一個分頻帶已經(jīng)按照強(qiáng)度立體聲方法作了處理。如同前面所敘述的那樣強(qiáng)度立體聲可應(yīng)用于較高分頻帶，因為人耳對于這些分頻帶中的頻率來說相位靈敏性較低。位b28可被用作為一個復(fù)制權(quán)位。如果這個位是1，就意味著這個信息是版本保護(hù)的并且不應(yīng)該/不能被復(fù)制。位b29可以指出這個信息是原始信息(b29＝“1”)，例如在預(yù)先錄制的磁帶的情況下，或者是已被復(fù)制的信息(b29＝“0”)。位b30和b31指定加重，它可能已被應(yīng)用到發(fā)射機(jī)的寬帶信號，同樣參見關(guān)于圖7的說明。
下文將針對在第一個幀區(qū)中由位b24到b27表示的各種方式指示來說明第二幀區(qū)FD2的另一種構(gòu)形。第二幀區(qū)同樣還包括4位分配字，對其意義已參照圖9作了敘述。對于立體方式(b24、b25＝00)和雙語言方式(b24、b25＝10)來說，第二幀區(qū)FD2的長度也為8個信息組(槽)，并且按參照圖10所述的那樣來構(gòu)成。在立體方式中圖10中的“Ⅰ”代表例如左通道成分，而“Ⅱ”代表右通道成分。對于雙語言方式來說“Ⅰ”表示一種語言，而“Ⅱ”表示另一種語言。對于單聲方式來說(b24、b25＝11)，第二幀區(qū)FD2的長度當(dāng)然只是4個信息組(槽)。圖21說明對于這4個信息組(槽)2至5中的各個分頻帶1至32的分配字的順序。這樣，每個數(shù)值M-i代表一個4位分配字，該分配字確定了順序數(shù)為i的這個分頻帶中每個抽樣的位的數(shù)目，i的取值范圍是從1到32。在強(qiáng)度立體聲方式中(b24、b25＝01)，存在用位b26和b27指出的4種可能性，參見圖20。所有這些可能性引起了第二幀區(qū)FD2的不同內(nèi)容。
圖22a到22d說明了第二幀區(qū)的四種不同內(nèi)容。如果開關(guān)位b26、b27是“00”，那么在分頻帶1至4中的信號是常規(guī)的立體聲信號，而在分頻帶5至32中的信號則是強(qiáng)度立體聲信號。這意味著，對于分頻帶1至4中的左側(cè)和右側(cè)通道成分來說，有關(guān)的分配字應(yīng)被貯存在第二幀區(qū)中。在圖22a中這由連續(xù)的分配字AW(1，1);AW(R、1);AW(1、2);AW(R、2);……AW(R、4)來表示，它們被貯存在這個幀的槽2中，即第二幀區(qū)的第一個槽中。圖22a只給出了分配字的下標(biāo)(i-j)，i等于L或R，它們分別指出左側(cè)和右側(cè)通道成分，而j的取值范圍是從1到4，它表示分頻帶的順序號。對于分頻帶5到32來說左側(cè)和右側(cè)通道成分包含相同的抽樣串。唯一的區(qū)別在于一個分頻帶中的左側(cè)和右側(cè)通道成分的比例因子。因此，這樣的一個分頻帶只要求一個分配字。分頻帶5至32的分配字AW(i、j)由下標(biāo)M-j指示，在這里對于所有的分頻帶來說i因此而等于M，而j的取值范圍是從5到32。
圖22a表示需要4 1/2 個信息組來把36個分配字插在第二幀區(qū)中。如果開關(guān)位b26、b27是“01”，那么在分頻帶1至8中的信號將是常規(guī)立體聲信號，而在分頻帶9至32中的信號將是強(qiáng)度立體聲信號。這意味著對于分頻帶1至8中的每個分頻帶來說需要兩個分配字AW(L、j)和AW(R、j)，而對于分頻帶9至32中的每個分頻帶來說則只需要一個分配字AW(M、j)。這意味著總共需要40個分配字，它們被包括在這個幀的5個信息組(槽)中，即這個幀的IP2至IP6。這由圖22b來說明。在這種情況下第二幀區(qū)FD2具有5個信息組(槽)的長度。
如果開關(guān)位b26、b27是“10”，那么在分頻帶1至12中的信號將是常規(guī)立體聲信號，而在分頻帶13至32中的信號將是強(qiáng)度立體聲信號。圖22c給出了帶有各個分頻帶的分配字的第二幀區(qū)FD2的結(jié)構(gòu)。為了容納所有的分配字第二幀區(qū)現(xiàn)在具有5 1/2 信息組(槽)的長度。如果開關(guān)位b26、b27是“11”，那么在分頻帶1至16中的信號將是常規(guī)立體聲信號，而在分頻帶17至32中的信號將是強(qiáng)度立體聲信號?，F(xiàn)在需要48個分配字，它們被插在第二幀區(qū)中，于是第二幀區(qū)具有6個信息組(槽)的長度，參見圖22d。
上面關(guān)于比例因子的敘述在這里也是有效的。假定分配字0000是既不分配給這些分頻帶中的任何分頻帶也不分配給這些通道中的任何通道，那么對于立體聲方式和強(qiáng)度立體聲方式來說就都需要64個比例因子。這是因為在所有的強(qiáng)度立體聲方式中每一個單聲分頻帶應(yīng)該具有2個比例因子，以使強(qiáng)度立體聲對于這個分頻帶中的左側(cè)和右側(cè)通道來說能夠?qū)崿F(xiàn)，參見圖15c。
顯然，如果仍然假定分配字0000是不分配給這些分頻帶中的任何分頻帶，那么在單聲方式中比例因子的數(shù)目減半，即為32。
下面將解釋確定6位比例因子的一個方法。如同前面敘述的那樣，對于一個分頻帶通道中的每12個抽樣來說，要確定具有最大絕對值的抽樣。
圖24a表示這個最大抽樣｜SmX｜。記為SGN的第一位是符號位并且是“0”，因為它涉及到Smax的絕對值。這些抽樣都由二的補(bǔ)碼計數(shù)法表示。這個抽樣包括K個“0”，接著是一個“1”這個24位數(shù)字?jǐn)?shù)的其它位的數(shù)值是不相關(guān)的，并且可以是或者“0”或者“1”。
現(xiàn)在將｜Smax｜乘以2K，參見圖24b。接著把｜Smax｜·2K與一個等于010100001100000000000000的數(shù)字?jǐn)?shù)DV1以及一個等于011001100000000000000000的數(shù)字?jǐn)?shù)DV2進(jìn)行比較。如果｜Smax｜·2k＜DV1，那么就把一個特定常數(shù)P取為2。如果DV1≤｜Smax｜·2k＜DV2，那么就把P取為1。如果｜Smax｜·2k≥DV2，那么P＝0。數(shù)目K局限于0≤K≤20。按照下列公式SF＝3K+P，比例因子現(xiàn)在由數(shù)目K和P來確定。
因此，SF的最大值是62。這意味著比例因子可由6位數(shù)來表示，但不使用6位數(shù)111111(它對應(yīng)于10進(jìn)到數(shù)63)。實際上，這些6位2進(jìn)制數(shù)不是比例因子，但是就如下文將要敘述的那樣，它們與這些實際的比例因子有唯一確定的關(guān)系。所有的12個抽樣S現(xiàn)在都乘以一個數(shù)，該數(shù)與K和P的數(shù)值有關(guān)。這12個抽樣各個都按下式來作乘法S′＝S×2k×g(P)其中數(shù)g(P)與P有下列關(guān)系P＝0時，g(P)＝1P＝1時，g(P)＝1+2-2+2-8+2-10+2-16+2-18+2-23P＝2時，g(P)＝1+2-1+2-4+2-6+2-8+2-9+2-10+2-13+2-15+2-16+2-17+2-19+2-20。
參數(shù)K確定6個dB步驟的數(shù)目，而因子g(1)和g(2)是最接近地近似于2個dB的步驟。這樣已確定了比例的抽樣S′于是被量化，以使它們能以2的補(bǔ)碼計數(shù)法由q位數(shù)字?jǐn)?shù)來表示。圖25說明了對于q＝3時的這種情況。這些已確定比例的抽樣S′具有在+1和-1之間的數(shù)值，參見圖25a。在量化器中這些抽樣必須由q位來表示，q對應(yīng)于有關(guān)分頻帶(通道)的分配數(shù)值。如同上文敘述的那樣，因為只包括“1”的q位數(shù)字?jǐn)?shù)不用于表示一個抽樣，那么從-1到+1的總間隔應(yīng)被分割為2q-1個較小間隔。為此則使已確定比例的抽樣S′按照公式S″＝S′(1-2-g)-2-q而轉(zhuǎn)變成為抽樣S″。
然后抽樣S″在q位被截斷，參見圖25C。因為“111”的表示是不可容許的，所以這些符號位被倒置，參見圖25d。圖25d給出的q(＝3)位數(shù)字于是被插在第三幀區(qū)FD3中，參見圖2。符合-0.71≤S′≤-0.14的抽樣S′由數(shù)字?jǐn)?shù)“001”來表示。對于較大數(shù)值的抽樣S′，按類似方式進(jìn)行下去，直到符合0.71≤S′＜1的這些抽樣(這些抽樣由數(shù)字?jǐn)?shù)“110”表示)。因此，不使用數(shù)字?jǐn)?shù)“111”。
在接收側(cè)的去除量化是用與發(fā)送側(cè)的量化相反的方式進(jìn)行的，參見圖26。這意味著，首先這些q位數(shù)字?jǐn)?shù)的符號位要被倒置，以便獲得常規(guī)的二進(jìn)制補(bǔ)碼記數(shù)，參見圖26b。
接著，利用公式S′＝(S″+2-q+1)(1+2-g+2-2q+2-3q+2-4q+……)從已變換的抽樣S″中得出抽樣S′，參見圖26c和26d。
像這樣獲得的數(shù)值S′于是準(zhǔn)確地位于圖25a中最初的間隔中了。接著在接收側(cè)利用所發(fā)送的信息K、P把抽樣S′的比例確定到最初的幅度，K、P與比例因子有關(guān)。就這樣，在接收側(cè)數(shù)g′(P)符合P＝0時，g′(P)＝1P＝1時，g′(P)＝2-1+2-2+2-5+2-6P＝2時，g′(P)＝2-1+2-3+2-8+2-9。
于是采用下列公式S＝S′·2-k·g′(P)來把比例確定到原始幅度。
如同分別參照圖2、圖3以及圖2、17和19所敘述的那樣在一個幀的兩種可能的形式中，第三幀區(qū)可以不完全填充有信息。在改進(jìn)對于分頻帶編碼的算法時(這個算法也就是把信號分割成為多個分頻帶信號并且接著把在各個分頻帶中的抽樣量化的整個過程)，這將更經(jīng)常并且很快就將發(fā)生。特別是，這將使信息能夠以較小數(shù)目的位(每個抽樣的平均數(shù)目)來發(fā)送。于是第三幀區(qū)中空著的部分就可被利用來發(fā)送附加信息。為此而利用“未來用途”位b23在圖17的第一幀區(qū)FD1中留出了空位置。通常這個位是“0”，就如從圖18中可明顯看出的那樣。
如果一個附加信號已被插在一個幀的第三幀區(qū)FD3中，那么在第一幀區(qū)FD1中的未來用途位b23就將是“1”，參見圖17。在第一幀區(qū)FD1的讀出期間，這使接收機(jī)能夠檢測包含附加信息的幀。參見圖23，分配信息和比例因子告訴接收機(jī)，只有在圖23中第三幀區(qū)FD3中標(biāo)記為FD4的這個區(qū)域才包含這些分頻帶信號的量化抽樣。這個在圖23中標(biāo)記為FD5的剩余部分現(xiàn)在包含附加信息。在這個幀區(qū)FD5中的最初幾位被標(biāo)示為“EXT INFO”或者擴(kuò)充信息。這些位指出附加信息的類型。這個附加信息例如可以是一個附加聲音通道，例如對于第二立體聲通道的傳送。另一個可能性是使用這兩個附加聲音通道以便與在幀區(qū)FD4中的聲音分頻帶信號一起實現(xiàn)“環(huán)繞聲音”。在這種情況下對于環(huán)繞聲音所要求的前一后信息可被包括在幀區(qū)FD5中。在幀區(qū)FD5中由FD6標(biāo)記的區(qū)域還可以包含分配信息、比例因子和抽樣(按這個次序)，分配字的順序，并且比例因子的順序類似于如參照圖2和3以及圖2、17和19所敘述的順序。
在“環(huán)繞聲音”的情況下，簡單的接收機(jī)僅僅可以對除幀區(qū)ED5之外的幀區(qū)FD2和FD3中的立體聲信息譯碼。更先進(jìn)的接收機(jī)是能夠再生環(huán)繞聲音信息的，并且為此目的它們還使用幀區(qū)FD5中的信息。
這個擴(kuò)充信息位還可以表示，在幀區(qū)FD6中的信息涉及到例如以ASCII(美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼)字符的形式的文本。甚至于可以考慮把視頻或圖像信息插入幀區(qū)FD6中，所說信息的特征仍然是這些擴(kuò)充信息位。
要注意本發(fā)明不限于這里所述的實施例。本發(fā)明還涉及那些實施例，它們相對于某些特征來說不同于在這里所述的實施例，而這些特征與權(quán)利要求所限定的本發(fā)明不相關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字傳送系統(tǒng)，包括一個發(fā)射機(jī)和一個接收機(jī)，它用于經(jīng)由傳送介質(zhì)來發(fā)送一種具有特定抽樣頻率Fs的寬帶數(shù)字信號，例如一種數(shù)字聲頻信號，這個發(fā)射機(jī)具有一個用于接收這個寬帶數(shù)字信號的輸入終端，這個輸入終端被耦連到一個信號源的一個輸入端，這個信號源構(gòu)成了這個發(fā)射機(jī)的一部分并且被設(shè)計產(chǎn)生一種第二數(shù)字信號并且把所說信號提供給一個輸出端，這個第二數(shù)字信號包括連續(xù)的幀，每個幀包括多個信息組，每個信息組包括N位，N大于1，這個接收機(jī)包括一個譯碼器，它具有一個用于接收第二數(shù)字信號的輸入端，這個譯碼器具有一個輸出端，它被耦連到一個輸出終端，從而提供這個寬帶數(shù)字信號，其特征在于，如果在公式P=BRN×nsFs]]>中的P是一個整數(shù)，公式中BR是這個第二數(shù)字信號的位速率，ns是這個寬帶數(shù)字信號的抽樣的數(shù)目，這個寬帶數(shù)字信號相應(yīng)的信息屬于第二數(shù)字信號并且被包括在這個第二數(shù)字信號的一個幀中，那么在一個幀中的信息組B的數(shù)目就是P，其特征還在于，如果P不是一個整數(shù)，那么在多個幀中的信息組的數(shù)目就是P′，P′是跟隨P的下一個較小整數(shù)，而在其它幀中的信息組的數(shù)目則等于P′+1，從而嚴(yán)格遵守下述要求，即這個第二數(shù)字信號的平均幀速率應(yīng)該基本等于Fs/ns并且一個幀應(yīng)該至少包括一個第一幀區(qū)，該幀區(qū)包括同步信息。
2.一種如權(quán)利要求1所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于第一幀區(qū)還包含關(guān)于在這個幀中的信息組數(shù)目的信息。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于一個幀包括一個第一幀區(qū)、一個第二幀區(qū)和一個第三幀區(qū)，第一幀區(qū)還包括系統(tǒng)信息，而第二和第三幀區(qū)則包括信號信息。
4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于如果一個幀包括P′+1個信息組，那么第一幀區(qū)包含相應(yīng)于P′的信息。
5.一個如權(quán)利要求3或4所述的傳送系統(tǒng)，這個發(fā)射機(jī)包括一個編碼器，它包括信號分裂裝置，該信號分裂裝置響應(yīng)這個寬帶數(shù)字信號而產(chǎn)生一個以一系列M個分信號形式的第二數(shù)字信號，M大于1，這個發(fā)射機(jī)還包括用于量化各個分信號的裝置，其特征在于，一個幀的第二幀區(qū)包含分配信息，對于至少多個分信號來說，該分配信息指出這些位的數(shù)目，而這些位則表示從所說分信號中得出的量化分信號的抽樣，其特征還在于第三幀區(qū)包含至少所說量化分信號(如果存在)的抽樣。
6.一種如權(quán)利要求5所述的傳送系統(tǒng)，其中這個信號分裂裝置取分析濾波器裝置的形式，它響應(yīng)這個寬帶數(shù)字信號而產(chǎn)生一系列M個分頻帶信號，這個分析濾波器裝置應(yīng)用抽樣頻率壓縮而把這個寬帶數(shù)字信號的信號頻帶分割成為具有頻帶數(shù)目m的連續(xù)分頻帶，m隨頻率而增加，其中這個量化裝置適于一個字塊接一個字塊地量化各個分頻帶信號，其特征在于對于至少多個分頻帶信號來說，在一個幀的第二幀區(qū)中的分配信息確定這些位的數(shù)目，這些位表示從所說分頻帶信號中得出的量化分頻帶信號的抽樣，其特征還在于第三幀區(qū)包含至少所說量化分頻帶信號(如果存在)的抽樣。
7.一種如權(quán)利要求6所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于第三幀區(qū)另外還包括關(guān)于比例因子的信息，比例因子與在第三幀區(qū)中包含的量化分頻帶信號中的至少一個信號有關(guān)，其特征還在于比例因子信息被包括在第三幀區(qū)中量化分頻帶信號之前。
8.一種如權(quán)利要求6或7所述的傳送系統(tǒng)，其中接收機(jī)包括一個譯碼器，它包括合成濾波器裝置，該合成濾波器裝置響應(yīng)各個量化分頻帶信號而構(gòu)成這個寬帶數(shù)字信號的復(fù)制品，該合成濾波器裝置應(yīng)用抽樣頻率再生來組合這些分頻帶，從而形成寬帶數(shù)字信號的信號頻帶，其特征在于這些分頻帶信號(如果存在)的抽樣是按一種順序被插在第三幀區(qū)中的，這個順序符合于在接收機(jī)接收時所說抽樣被提供給合成濾波器裝置的順序。
9.一種如權(quán)利要求8所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于對于各個量化分頻帶信號的分配信息按一種類似的順序被插在第二幀區(qū)中。
10.一種如權(quán)利要求9所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于用于比例因子的比例信息是按一種順序被插在第三幀區(qū)中的，這個順序符合于把與所說比例因子有關(guān)的量化分頻帶信號的分配信息被包括在第二幀區(qū)的順序。
11.一種如權(quán)利要求6至10中任一個權(quán)利要求所述的傳送系統(tǒng)，寬帶數(shù)字信號包括第一和第二信號成分，例如數(shù)字立體聲信號，分析濾波器裝置適于響應(yīng)這個第一和第二信號成分而產(chǎn)生一系列M個分頻帶信號，每個分頻帶信號包括第一和第二分頻帶信號成分，這個裝置還適于量化在一個特定分頻帶中的各個第一和第二分頻帶信號成分，其特征在于，一個幀的第二幀區(qū)包括分配信息，分配信息確定對于所說分頻帶的位的數(shù)目，這些位表示從所說分頻帶的兩個分頻帶信樣一種編碼系統(tǒng)，這從下面的描述清晰可見。在所說出版物公開的系統(tǒng)中，將語言信號頻帶分割成多個分頻帶，其帶寬大約相當(dāng)于各個頻率范圍內(nèi)人耳的臨界頻帶的帶寬(參看Krasner文章的圖2)。選擇這種分割的原因是，根據(jù)音質(zhì)實驗可以預(yù)見到，如果在頻帶分割中為人耳的噪聲掩蔽曲線制定容限，則在這樣一個分頻帶中的分割噪聲就將由這個分頻帶中的信號掩蔽到最佳程度(噪聲掩蔽曲線由臨界頻帶中心的一個音調(diào)給出了一個臨界頻帶內(nèi)的噪聲掩蔽的閾值，參見Krasner文章的圖3)。在抽樣頻率為1/T＝44.1KHz的情況下，用每個信號抽樣為16位來表示符合袖珍磁盤標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)音樂數(shù)字信號，對于這種數(shù)字信號已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過選擇各個分頻帶的合適帶寬和合適的量化，這個已知的分頻帶編碼系統(tǒng)的采用就會產(chǎn)生編碼器的量化輸出信號，它可由每個信號抽樣大約為2.5位的一個平均數(shù)表示，在幾乎所有種類音樂信號的幾乎所有通道上都感覺不出這個音樂信號復(fù)制品的音質(zhì)與原始音樂信號音質(zhì)的區(qū)別。分頻帶不一定必須符合人耳臨界頻帶的帶寬。換句話說，分頻帶可以具有其它的帶寬，例如它們?nèi)伎梢跃哂邢嗤膸挘灰诖_定掩蔽閾值時為其制定容限即可。本發(fā)明的一個目的是提供用于傳送系統(tǒng)的多個步驟，特別是對于格式的一種非常特殊的選擇，通過這種格式就可經(jīng)傳送介質(zhì)傳送已經(jīng)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號的數(shù)字寬帶信號，從而獲得一個靈活的且用途極多的傳送系統(tǒng)。這就是說，發(fā)射機(jī)應(yīng)能把不同格式的寬帶數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號(這些格式在寬帶數(shù)字信號的抽樣頻率Fs方面尤其不同，它們可以有不同的數(shù)值，例如32KHz、44.1KHz、和48KHz這些在AES和EBU的數(shù)字聲頻接口標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值)。類似地，接收機(jī)也應(yīng)能從所說第二數(shù)字信號中得到正確格式的寬帶信號。為此，按本發(fā)明的傳送系統(tǒng)的特征在于，如果P在公式
中是一個整數(shù)(其中BR是第二數(shù)字信號的位的速率，ns是寬帶數(shù)字信號的抽樣數(shù)目，該寬帶數(shù)字信號的相應(yīng)信息屬于第二數(shù)字信號并被包括在第二數(shù)字信號的一個幀中)，那么一個幀中信息組B的數(shù)目就是P，其特征還在于，若P不是整數(shù)，那么多個幀中信息組的數(shù)目就是P′，P′是P后面的下一個較小的整數(shù)，而在其它幀中信息組的數(shù)目等于P′+1，從而即精確符合下述要求第二數(shù)字信號的平均幀速率基本上應(yīng)等于Fs/ns并且一個幀應(yīng)該至少包括包含了同步信息的第一幀區(qū)。把多個幀分割成B個信息組的目的在于，對于任意抽樣頻率Fs的寬帶數(shù)字信號來說，發(fā)射機(jī)發(fā)射的第二數(shù)字信號的平均幀速率應(yīng)能使第二數(shù)字信號中一個幀的寬度符合于由該寬帶信號的幾個抽樣占據(jù)的寬度。此外，這還使同步能在信息組的基礎(chǔ)上被保持，這比以位為基礎(chǔ)保持同步更簡單、更可靠。這樣，在P不是整數(shù)的情況下，發(fā)射機(jī)能在一些可能的時刻并且也是必要的時刻提供一個具有P′+1個而不是P′個信息塊的幀從而使第二數(shù)字信號的平均幀速率保持等于Fs/ns。因為在這種情況下由接連的幀的第一幀區(qū)所包含的同步信息(同步信號或同步字)之間的間隔也是信息組長度的整數(shù)倍，因此仍然可能保持以信息組為基礎(chǔ)的同步。第一幀區(qū)最好包含有關(guān)一個幀中信息組數(shù)目的信息。在包括B個信息組的幀中這號中的每個信號得出的量化的第一和第二分頻帶信號成分的抽樣，其特征還在于第三幀區(qū)包括所說量化的第一和第二分頻帶信號成分(如果存在)的抽樣。
12.一種如權(quán)利要求11在從屬于權(quán)利要求7時所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于第三幀區(qū)包括用于所說分頻帶的兩個比例因子的比例因子信息，每個比例因子屬于所說分頻帶的第一或第二個量化分頻帶信號成分。
13.一種如權(quán)利要求11或12在從屬于權(quán)利要求8時所述的傳送系統(tǒng)，其中合成濾波器裝置適于響應(yīng)各個量化的分頻帶信號成分而構(gòu)成包括第一和第二信號成分的寬帶數(shù)字信號的復(fù)制品，其特征在于，分頻帶信號成分(如果存在)的抽樣是按一種順序被插在第三幀區(qū)中，這個順序符合于在接收機(jī)接收時把所說分頻帶信號成分的抽樣提供給合成濾波器裝置的順序。
14.一種如權(quán)利要求13所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于，對于各個量化分頻帶信號成分的分配信息按一種類似的順序被插在第二幀區(qū)中。
15.一種如權(quán)利要求14所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于，用于比例因子的比例信息是按一種順序被插在第三幀區(qū)中，這個順序符合于把屬于所說比例因子的第一和第二個量化分頻帶信號成分的分配信息插在第二幀區(qū)的順序，其特征還在于比例因子信息被插在第三幀區(qū)中量化分頻帶信號成分之前。
16.一種如權(quán)利要求5所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于第(P′+1)個信息組不包含任何有用的信息。
17.一種如上述權(quán)利要求中的任何一個權(quán)利要求所述的傳送系統(tǒng)，其特征在于這些幀包括第四幀區(qū)，第四幀區(qū)包括錯誤檢測和/或錯誤糾正信息。
18.一種用于如上述權(quán)利要求中的任何一個權(quán)利要求所述的傳送系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)。
19.一種如權(quán)利要求18所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于這個發(fā)射機(jī)采取用于在一個記錄載體的一個磁道上記錄第二數(shù)字信號的裝置的形式。
20.一種利用如權(quán)利要求19所述的發(fā)射機(jī)獲得的記錄載體，其特征在于第二數(shù)字信號被記錄在磁道上。
21.一種用于如權(quán)利要求1至16中的任何一個權(quán)利要求所述的傳送系統(tǒng)的接收機(jī)。
22.一種如權(quán)利要求21所述的接收機(jī)，其特征在于這個接收機(jī)采取用于在一個記錄載體的一個磁道上讀出第二數(shù)字信號的裝置的形式。
全文摘要
數(shù)字傳送系統(tǒng)，用于該傳送系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，以及利用采取一個記錄裝置形式的發(fā)射機(jī)獲得的記錄載體。在一個數(shù)字傳送系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)(1)從具有抽樣頻率Fs的寬帶數(shù)字信號S
文檔編號H04H20/30GK1048473SQ9010322
公開日1991年1月9日 申請日期1990年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月2日
發(fā)明者杰拉達(dá)斯·科尼利斯·皮特勒斯·洛克霍夫 申請人:菲利浦光燈制造公司