專利名稱：輔助信號的兼容制傳輸和/或存儲以及解碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在數(shù)字聲頻信號中(與數(shù)字聲頻信號一起)的輔助信號的兼容制傳輸和/或存儲以及解碼的方法。
對于許多應(yīng)用，除了聲頻信號之外，需要用這樣的方法發(fā)送輔助信號，該輔助信號不能容易地從聲頻信號中分離出來，但可單獨地評價，而且在聲頻再現(xiàn)期間是不可聽見的，另外該輔助信號不損傷聲頻再現(xiàn)的主觀質(zhì)量。在DE-A-3806411中，在聲頻信號的頻率組內(nèi)加入或發(fā)送輔助信號，其輔助信號的電平與在該頻率組內(nèi)聲頻信號的各自的電平相比較是如此之低，以致于在重現(xiàn)期間由于音質(zhì)掩蔽效應(yīng)該輔助信號是不可聽見的。但是，已經(jīng)證明在這種連接中頻率組內(nèi)的輔助信號與聲頻信號一起的傳輸是特別麻煩的而且對差錯敏感。
本發(fā)明的目的在于避免這些缺點和規(guī)定用于發(fā)送和存儲數(shù)字聲頻信號及數(shù)字輔助信號的方法，該方法與以前提出的標準的聲頻編碼方法兼容。這個目的是通過權(quán)利要求1規(guī)定的方法來達到。
本發(fā)明基于如下的考慮根據(jù)用于編碼聲頻信號(和其它編碼方法)的MPEG聲頻標準(ISO/IEC的活動圖象和相關(guān)聲頻的編碼)，在編碼之前數(shù)字聲頻信號被分為許多頻帶(子頻帶)，并對這些頻帶分別地編碼。在數(shù)字化的聲頻信號的比特流中，安排比特配置信息項，該信息項通知解碼器每個子頻帶配置的比特數(shù)。而且，有一個標度因數(shù)信息項，它規(guī)定該子頻帶的響度。
那么如果通過比特配置項配置，16比特作為樣值的數(shù)目分配給一個特定子頻帶，例如相對于頻率(SB限值)的最高頻帶，同時，通過標度因數(shù)信息項置于這些樣值的響度為-118dB，在這種情況下，產(chǎn)生了虛擬不可聞的數(shù)據(jù)信道。這個附加信道可有利地每24ms可變地自適應(yīng)并能接納所有類型的數(shù)據(jù)，甚至其它聲頻數(shù)據(jù)，例如話音。實際上，這就建立了具有4800樣值/秒/32子頻帶×16比特/子頻帶＝24千比特/秒能力的輔助數(shù)據(jù)信道，相對于MPEG數(shù)據(jù)流該信道被虛擬地不分離地連接到數(shù)字聲頻信號。在MPEG中，還可使用其它子頻帶的數(shù)目，例如27，這取決于其方式，在那種情況下，許多子頻帶還能用于發(fā)送輔助信號。根據(jù)傳輸媒體可附加地傳送相應(yīng)的差錯保護。
根據(jù)本發(fā)明傳輸方法的優(yōu)點在于，一方面，它同前述的MPEG聲頻標準兼容。另一方面，本發(fā)明使用觀察結(jié)果在最高頻率的聲頻信號幾乎沒有被聽者覺察到，或者一點也沒有覺察到，特別是如果欣賞音樂是如在汽車中受干擾的外部噪聲有害影響的任何情況下。
根據(jù)本發(fā)明，這不僅在MPEG比特流中建立另外的傳輸信道，而且該信道還被安排隱藏在該聲頻信號比特流中，因此該信道只能困難地或不是無意的被除去。因此，該輔助數(shù)據(jù)傳輸信道可用于各種類型的識別或控制目的，特別是還作為解碼部件或在聲頻信號中用于控制動態(tài)功能的信道(例如接收機內(nèi)可變動態(tài)范圍可隨類似于由慕尼黑無線電廣播技術(shù)協(xié)會提出的在SM廣播中引入可變動態(tài)范圍的建議而調(diào)節(jié))。
在存儲在存儲媒體上的情況下，其中相應(yīng)的輔助數(shù)據(jù)存儲器被配置給一個存儲器，也能實現(xiàn)本發(fā)明。
原則上，根據(jù)本發(fā)明的方法在于聲頻信號中輔助信號的兼容傳輸和/或存儲以及解碼，在聲頻信號重現(xiàn)期間輔助信號是不可聽見的，而且能從聲頻信號中分開評價，響應(yīng)信息項分配給聲頻信號，和其中該聲頻信號和輔助信號是數(shù)字的，而且由于響度信息項可是標度因數(shù)信息項并有固定值，在聲頻信號重現(xiàn)期間輔助信號的電平以這樣的方法被降低，該輔助信號是不可聽見的;
在子頻帶編碼聲頻信號的情況下，輔助信號被傳送和/或被存儲在一個子頻帶內(nèi)，特別是對于最高頻率，而不是相應(yīng)的聲頻信號分量，比特配置信息項也配置給組合的聲頻信號，至少用于輔助信號，而且在解碼期間該輔助信號是借助于該比特配置信息項從組合的聲頻信號中恢復(fù)的;
在寬頻帶編碼聲頻信號的情況下，在聲頻信號調(diào)制的間隙內(nèi)，該輔助信號被發(fā)送和/或被存儲以及分別地被解碼。
在相關(guān)的從屬權(quán)利要求中可找到根據(jù)本發(fā)明方法的有利的進一步的改進。
參照附圖描述本發(fā)明的實施例，其中;


圖1表示聲頻信號的頻帶;
圖2表示根據(jù)本發(fā)明輔助信號傳輸系統(tǒng)的方框圖。
圖1表示數(shù)字聲頻信號TORG的頻帶。這個聲頻信號由聲頻信號T′，其中與TORG相比較例如具有最高頻率的頻帶被截去，和輔助信號AUX組成，該輔助信號AUX被傳送，而代替具有TORG的最高頻率的頻率。頻帶T′的幅度可擴展達到OdB(全幅度)。輔助信號AUX的最大幅度被限制，例如限制到-118dB。
在圖2中，輸入信號I(相應(yīng)于TORG)在數(shù)字編碼器ENC中被編碼，而數(shù)字聲頻信號T′，比特配置信息項BAI′和標度因數(shù)信息項SFI′被串行或并行地輸出。這些輸出信號經(jīng)過輔助信號編碼器AENC，作為總的聲頻信號T與修正的比特配置信息項和修正的標度因數(shù)信息項一起傳送到信道編碼器CHE，該編碼器執(zhí)行信道調(diào)制，和如果需要的話加上差錯保護，而且其輸出信號被發(fā)送或被存儲。
其后的信道解碼器CHD處理信道解調(diào)和任何差錯校正。該輸出信號經(jīng)輔助信號解碼器ADEC傳送到數(shù)字解碼器DEC，解碼器DEC又提供解碼的聲頻信號O。CHE和CHD是已知的電路，例如它們包含8/10(解)調(diào)制。輔助信號編碼器AENC預(yù)定分配給輔助信號AUX的頻帶的數(shù)值BAI和SFI(見上述值的例子)，并把該輔助信號AUX插入到數(shù)據(jù)流的相應(yīng)位置。該輔助信號解碼器ADEC具有AENC相反的功能并從總的數(shù)據(jù)流中分離輔助信號AUX。
可用于ENC和DEC的商業(yè)上可用的器件或PC板-TelosZephyr，ISO/MPEG層-Ⅲ收發(fā)信機，Telos系統(tǒng)，美國俄亥俄州克利夫蘭(市)。
-MusicTAXIType3，ISO/MPEG層-Ⅱ和/或-Ⅲ編碼器/解碼器，系統(tǒng)工程有限公司·德國Ludwigsburg，PC層Ⅲ板，F(xiàn)raunhofer公司，德國圖2表示AENC和ADEC作為下流或上流單元。實際上，這些電路分別是ECN和DEC的組件，ENC提供信號T′以及修正比特配置信息項和修正標度因數(shù)信息項，DEC接收這些信號。
本發(fā)明還可用于飛利浦公司的PASC編碼的索尼公司的A-TRAC編碼以及用于DAB，DCC和小型磁盤。
在寬帶編碼方法中，例如NICAM，本發(fā)明可用在數(shù)字聲頻信號的調(diào)制間隙中。而比特配置信息項及其評價可被忽略。
一般地說，本發(fā)明可用于那些信息是以對數(shù)尾數(shù)/相關(guān)指數(shù)形式可用的地方，而且低電平輔助信號沒有任何干擾影響。那么BAI相應(yīng)于對數(shù)指數(shù)的準確度和SFI相應(yīng)于指數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于輔助信號(AUX)的兼容傳輸和/或存儲以及解碼的方法，該輔助信號(AUX)具有聲頻信號(T)，在該聲頻信號重現(xiàn)(DEC)期間它是不可聽見的，而且可從該聲頻信號中分開地評價，響度信息項(SFI)配置(AENC)給該聲頻信號，其特征在于該聲頻信號和輔助信號是數(shù)字的，而且由于響度信息項可是標度因數(shù)信息項(SFI)并有固定值，在聲頻信號的重現(xiàn)(DEC)期間輔助信號的電平以這樣的方法被降低，該輔助信號是不可聽見的；在子頻帶編碼聲頻信號(T′)的情況下，輔助信號(AUX)被傳送和/或被存儲在一個子頻帶內(nèi)，特別是對于最高頻率，而不是相應(yīng)聲頻信號分量，比特配置信息項(BAI)也配置給組合的聲頻信號，至少用于輔助信號，而且在解碼期間該輔助信號借助于該比特配置信息項從組合的聲頻信號中被恢復(fù)；在寬頻帶編碼聲頻信號的情況下，在聲頻信號調(diào)制的間隙內(nèi)，該輔助信號被發(fā)送和/或被存儲并分別地被解碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該輔助信號(AUX)用于識別聲頻信號或用于控制功能，特別是由解碼器選擇的可變的動態(tài)范圍或接入許可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，該輔助信號用于在存儲媒體上存儲隱藏的輔助數(shù)據(jù)。
全文摘要
輔助信號(AUX)的兼容傳輸和/或存儲及解碼方法。AUX與聲頻信號(T′)一起傳送，前者不能與后者分離，且在后者重現(xiàn)期間該AUX是不可聽見的，聲音重現(xiàn)質(zhì)量不會惡化。為了編碼，T′被分為許多頻帶。AUX在作為聲頻信號的一部分的這些頻帶內(nèi)的一個頻帶內(nèi)傳送，而T′的響度被降低到不可聽的程度。尤在數(shù)字聲頻廣播(DAB)或存儲媒體中各種控制信號的傳輸和存儲期間，可使用本發(fā)明。
文檔編號H04B1/64GK1091558SQ9312007
公開日1994年8月31日 申請日期1993年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月5日
發(fā)明者詹斯·斯皮爾 申請人:德國湯姆森-勃朗特有限公司