JPH01501748A - デジタルオーディオ圧伸およびエラー調節 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタルオーディオ圧伸およびエラー調節クロスレファランス これは１９８６年９月１９日出願の米国特許第９０９，７７６号明細書の継続で ある。

発明の背景 本発明は一般にオーディオ信号処理に関するものであり、デジタルオーディオ信 号は伝送帯域幅を維持するため圧伸される。テレビジョン信号に伴う、水平ブラ ンキング期間の間の伝送のためのデジタルオーディオ信号の圧伸のために用いら れた従来技術のシステムは、Ｗｏｏ　Ｈ，Ｐａ１ｋ　ｓＪ　ｅｒｒｏｌｄ　Ａ　 、　Ｈｅｌ　ｌｅｒおよびＧｏｒｄｅｎ　Ｋｅｎｔ　Ｗａｌｋｅｒ等による米国 特許第４，６０８，４５６号明細書に開示されてい各アナログオーディオ信号は デジタルオーディオ信号サンプルに変換される。各デジタルオーディオ信号サン プルは利得ワード（ここでは“指数（ｅｘｐｏｎｅｎｔ）　’と呼ぶ）、複数の マグニチュードビット（ここでは“仮数（ａ＋ａｎｔｉｓｓａ）　”と呼ぶ）、 およびサインビットの結合へ圧縮される。圧縮処理において、デジタルオーディ オ信号サンプルの最大桁ビットは利得ワードの値に従って位置へシフトされ、そ の他のビットは切取られる。圧縮されたデジタルオーディオ信号サンプルはハタ 　１ノゲコ−ｇｄ＝戊（環１７上−、″′１′″前二→−さＴ−（ｒ凸υ＊ｒｒ ｌ−ｏｔｒ凸Ｐ−ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）コード化され、それはサインビット、 利得ビットおよびマグニチュードビットの結合において単一ビットエラーを検出 し修正するためコードビットを生成する。またパリティビット生成器によって更 に前エラー修正され、それは最大桁マグニチュードビットおよび／またはパリテ ィビットの結合における二重ビットエラーを検出するためパリティビットを生成 する。受信器において、伝達されたエラーコード圧縮デジタルオーディオ単一サ ンプル中の検出された信号ビットエラーは修正され、検出された二重ビットエラ ーは最後に受信された修正または修正されたサンプルを繰返すことによって隠さ れる。受信された圧縮されたサンプルは利得ワードの値に従って受信されたマグ ニチュードビットの位置をシフトする処理によって、およびデジタルオーディオ 信号サンプルを再生するためのこのようなシフト後に残された満たされていない ビット位置に公称値のビットを加えることによって受信器で伸張される。再生さ れたデジタルオーディオ信号サンプルは再生されたアナログオーディオ信号へ変 換される。各圧縮および伸張処理における切断および付加によって、エラーは再 生されたデジタルオーディオ信号サンプルにおいて必然的に誘発される。

発明の概要 本発明は圧縮および伸張処理によって誘発されたエラーを修正するためデジタル オーディオ信号サンプルを処理するためのシステムを提供するものである。これ らのエラーはサンプルを圧縮する前に計算される。このようなエラーは予め決め られた圧縮処理および予め決められた伸張処理に従って計算され、デジタルオー ディ信号サンプルは圧縮の前にこのような計算に従って修正される。特に、本発 明のシステムは第１のデジタルオーディオ信号サンプルのための利得ワードを供 給するための手段と、前記第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮するた め第１の予め決められた処理に従って前記利得ワードによって前記第１のデジタ ルオーディオ信号サンプルを処理するための手段と、再生されたデジタルオーデ ィオ信号サンプルを供給するため第２の予め決められた処理に従って前記利得ワ ードおよび前記圧縮された第１のデジタルオーディオ信号サンプルを処理するた めの手段と、再生されたデジタルオーディオ信号サンプルの正確さに基づいて前 記第１および第２の予め決められた処理の効果を計算するための手段と、前記第 １の予め決められた処理に従って前記圧縮のための修正されたデジタルオーディ オ信号サンプルを提供するため前記計算された効果に従って第１のデジタルオー ディオ信号サンプルを処理するための手段とを含む。

好ましくは、再生されたデジタルオーディオ信号サンプルの正確さに基づいて前 記第１および第２の予め決められた処理を計算するための手段は計算された再生 されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給するため第１のデジタルオーディ オ信号サンプルおよび前記サンプルのための利得ワードを処理するための手段を 含み、修正されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給するための手段は、エ ラー信号を供給するため関連する第１のデジタルオーディオ信号サンプルから計 算された再生されたデジタルオーディオ信号サンプルを減するための手段と、雑 音スペクトルフィルタにかけることによって前記エラー信号をフィルタするため の手段と、修正されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給するため次に供給 される第１のデジタルオーディオ信号サンプルヘフィルタされたエラー信号を加 えるための手段とを含む。

別の特徴として、本発明はまた利得ワードの各ビット中の二重エラーの検出およ び修正を可能にするため利得ワードの前エラー修正を提供する。この特徴を与え る本発明のシステムは、第１のデジタルオーディオ信号サンプルため利得ワード を供給するための手段と、前記利得ワードと一緒に解読装置への伝送のため前記 第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮するため第１の予め決められた処 理に従って前記利得ワードによって前記第１のデジタルオーディオ信号サンプル を処理するための手段と、再生されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給す るため第２の予め決められた処理に従って利得ワードおよび前記圧縮された第１ のデジタルオーディオ信号サンプルを処理するための手段と、各ビットを５回繰 返すことによる解読装置への伝送のため計算された利得ワードの各ビットを符号 化するための手段と、過半数投票によって利得ワードの各ビットの伝送において それによって任意の単一または二重エラーを修正するため５つの繰返されたビッ トを処理する過半数投票処理によって符号化された利得ワードの各ビットを解読 するための手段とを含む。“伝送（ｔｒａｎｓｆｅｒ）　”’という語は受信器 への伝達および／または蓄積および検索を意味する。

本発明のもう１つの特徴において、単一の利得ワードはデジタルオーディオ信号 サンプルのブロックのため与えられる。

利得ワードを供給するための手段は予め決められた数の第１のデジタルオーディ オ信号サンプルのブロック中のピークの第１のデジタルオーディオ信号サンプル マグニチュードを検出し、検出されたピークマグニチュードを有する第１のデジ タルオーディ芽信号サンプル中の最大桁“１”ビットの位置に従ってサンプルの 前記ブロックのための利得ワードを計算　。

する。また圧縮手段は前記ブロックの第１のデジタルオーディオ信号サンプルを 圧縮するとき前記ブロック中の前記デジタルオーディオ信号サンプルの各々によ って計算されたブロック利得ワードを処理する。再生されたデジタルオーディオ 信号サンプルの正確さに基づく前記第１および第２の予め決められた処理の効果 を計算するための手段は各再生されたデジタルオーディオ信号サンプルの正確さ に基づいてサンプルの前記ブロックのため単一の利得ワードの使用の効果を計算 し、第１のデジタルオーディオ信号サンプルは前記第１の予め決められた処理に 従って前記圧縮のための各デジタルオーディオ信号サンプルを修正するため前記 計算された効果に従って処理される。

本発明の付加的特徴は好ましい実施例の説明に関連して説明される。

第１図は符号化装置に置かれた本発明のオーディオ処理システムの好ましい実施 例の第１の部分のブロック図である。

第２図は解読装置に置かれた本発明のオーディオ処理システムの好ましい実施例 の第２の部分のブロック図である。

第３図は前エラー修正されたサンプルが伝送されるようなフォーマットを示す。

好ましい実施例の説明 第１図を参照すると、本発明の好ましい１実施例において、符号化装置に置かれ たオーディオ処理システムの部分は各オーディオチャンネルのための以下の構成 部分、即ちプリエンファシス装置１０、リミタ１１．１５ｋＨｚローパスフイル タ１２、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３、第１の加算器１４、遅延装 置１５、ピーク検出装置１６、利得計算装置１７、出力計算装置１８、第１の減 算装置１９、圧縮装置２０、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）２１、第２の減算装置 ２２、乗算器２３、有限インパルス反応（Ｆ　Ｉ　Ｒ）フィルタ２４、および第 ２の加算器２５を含む。

このシステムの符号化装置部分は更に（５，１）前エラー修正符号化装置２６、 （１３，８）前エラー修正ブロック符号化装置２７、および挿入器および並列− 直列変換フォーマット装置２８を含む。

第２図を参照すると、解読装置に置かれたオーディオ処理システムの部分は非挿 入器および直列−並列変換フォーマット装置３０、（５，１）前エラー修正解読 装置３１、（１３，８）前エラー修正ブロック解読装置３２および伸張装置３３ を含む。

この解読装置部分は更に２つのオーディオチャンネルを含み、その各々はデジタ ル−アナログ変換器（ＤＡＣ）３４、ローパスフィルタ３５、デエンファシス装 置３Ｂ、およびオーディオ増幅器３７を含む。

第１図を再び参照すると、ライン３９上のアナログオーディオ信号はＡ／Ｄ変換 器１３へのライン４０上に供給される前にプリエンファシス装置１０によってプ リエンファシスされ、リミタ１１によってクリップされ、ローパスフィルタ１２ によってフィルタされる。Ａ／Ｄ変換器１３はライン４１上のクロック信号の周 波数に従ってサンプリング速度Ｆｓでアナログ信号をサンプルし、それによって １５個の並列ライン４２上にデジタルオーディオ信号サンプルを供給する。

各デジタルオーディオ信号サンプルは１５ビツトからなる２進値号であり、サイ ンビット“Ａ”および“Ｂ、Ｃ，Ｄ。

Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｊ、に、Ｌ、Ｍ、ＮおよびＯ”の順番で重要さく桁）が減 少する１４個のマグニチュードビットを含んでいる。サインビットはサンプルか ら分離され、遅延装置１５へのライン４３上に供給される。

第１図および第２図のシステムはμ法則出力構造に従ってデジタルオーディオ信 号サンプルを圧伸するのに適合される。

それ故、“６４″の値を有する２進ビツトはライン４４上の圧縮のためマグニチ ュードビットを供給するように加算器１４１；よって１４個のマグニチュードビ ットへ加算される。このような加算から生じる任意のオーバーフローは抑制され る。

Ａ法則出力構造が用いられるとき、付加的値をサンプルへ加算する必要はなく、 この故に加算器１４は含まれない。

単一利得ワードは７０個のサンプルのブロックについて計算される。利得ワード は７０個のサンプルのブロック中のピークデジタルオーディオ信号マグニチュー ドのピーク検出装置１６による検出に応じて利得計算装置１７によってライン４ ５上で計算され出力される。利得ワードはピークマグニチュードを有するサンプ ル中の最大桁“１”ビットの位置に従ってサンプルのブロックについて計算され る。利得ワードは、最大桁ビット“Ｂｏが“１゛ビツトであるとき“７”の２進 値（“１１１”）を有する３ビツトワードである。計算された利得ワードの２進 値は、検出されたピークマグニチュードサンプルの最大桁“１°ビツトが最大桁 ビット位置“Ｂｏより小さい各ビット位置に対して“７”から“１”だけ減少さ れる。３ビツト利得ワードの供給はそれによって、利得ワードとデジタルオーデ ィオ信号サンプルの圧縮されたマグニチュードビットとの結合によって表わされ るマグニチュード値の８つの可能な範囲を提供する。

ここに説明されたブロック圧伸処理は瞬時圧伸を伴うシステムと対照的にサンプ ル当りほぼ２ビット節約し、しかも同等の精密さでピーク信号を再生する。

遅延装置１５は、ピークサンプルマグニチュードが検出され利得ワードが計算さ れる間、７０個のサンプルのブロックの期間中ライン４３上のサインビットおよ びライン４４上のマグニチュードビットを遅延する。遅延されたサインビットは ライン４６上に供給され、デジタルオーディオ信号サンプルの遅延された１４の マグニチュードビットはライン４７上に供給される。

第２の加算器２５はデジタルオーディオ信号サンプルのマグニチュードビットを 修正するためライン４９上のフィルタされたエラー信号をライン４７上のマグニ チュードビットへ加算し、それによってライン５０上にマグニチュードビットの 修正されたサンプルを提供する。ライン４９上のエラー信号の発生は以下に説明 される。

出力計算装置１８は、このような圧縮および伸張処理の効果をライン５１上の伸 張装置３３によって供給された再生されたデジタルオーディオ信号の正確さに基 づいて計算するため圧縮装置２０の圧縮処理および伸張装置３３の伸張処理に従 ってこのようなサンプルを含むブロックについてライン４５上の利得ワードによ ってライン５０上のマグニチュードビットの各サンプルを処理する。このような 圧縮および伸張処理の結果は第１表に示されている。

Ｂ　１１１　ＢＣＤＥＦＧＨＢＣＤＥＦＧＨｌｏｏＯＯＯＯＣ１１０ＣＤＥＦＧ ＨＩ　０ＣＤＥＦＧＨＩ１００ＯＯＯＤ　１０１　ＤＥＦＧＨＩＪ　０ＯＤＥＦ ＧＨＩＪ１００ＯＯＥ　１００　ＥＦＧＨＩＪＫ　０ＯＯＥＦＧＨＩＪＫ１００ ０Ｆ　０１１　ＦＧＨＩＪＫＬ　０ＯＯＯＦＧＨＩＪＫＬ１００Ｇ　０１０　Ｇ ＨＩＪＫＬＭ　ＯＯＯＯＯＧＨＩＪＫＬＭＩＯＨ００１ＨＩＪＫＬＭＮ　ＯＯＯ ＯＯＯＨＩＪＫＬＭＮＩＩ−００００１ＪＫＬＭＮＯＯＯＯＯＯＯＯＩＪＫＬＭ ＮＯ第１表は検出されたピークマグニチュードサンプル中に“１′ビツトを有す る最大桁ビット位置と、圧縮装置２０によって実施される圧縮処理に従って与え られた計算された利得ワードおよび圧縮されたマグニチュードビットとの間の関 係を示す。ライン５０上の２進デジタルオーディオ信号サンプルの残りの位置中 のマグニチュードビットは切取られる。

第１表は更に、伸張装置３３によって実施される伸張処理に従って供給された再 生されたデジタルオーディオ信号サンプルの対応する２進値を示す。伸張処理に おいて、圧縮されたマグニチュードビットの最小桁マグニチュードビットの値の 半分を表わす“１°ビツトは圧縮処理によって切取られたマグニチュードビット の平均値を表わすため圧縮されたマグニチュードビットへ付加されることは注目 されるべきである。

出力計算装置１８はライン５３上の各サンプルについて計算された圧縮されたマ グニチュードビットをＲＯＭ２１へ与える。

ＲＯＭ２１は計算された圧縮されたマグニチュードビットの各可能な結合に対応 する１４の計算された圧縮されたマグニチュードビットの異なる全ての結合を永 久に蓄積し、ライン５４上の直接処理されたサンプルについて１４個の計算され た再生されたマグニチュードビットを第２の減算装置２２へ与えることによって ライン５３上の計算された圧縮されたマグニチュードビットに応じる。

減算装置は、ライン５５上にシステム出力エラー信号を供給するためライン５０ 上のデジタルオーディオ信号サンプルのマグニチュードビットからライン５４上 の計算された圧縮されたマグニチュードビットを減算する。

乗算装置２３は、ＦＩＲフィルタ２４によってフィルタされるライン５６上のエ ラー信号を供給するためライン４６上のサインビットによってライン５５上のエ ラー信号にライン４Ｂ上のサイン信号を乗算する。

ＦＩＲフィルタ２４は、上述のように第２の加算器２５によって加算されるライ ン４９上のフィルタされたエラーを供給するためライン５Ｂ上のエラー信号をフ ィルタする。加算器２５はライン４９上のフィルタされたエラー信号をライン４ ７上の次に与えられたデジタルオーディオ信号サンプルに加算する。従ってシス テムの出力帯域幅がサンプリング速度Ｆ　ｓ　／　２以下であるとき、前のサン プルからのエラーか蓄積されより小さな出力エラーが可能である。

４７上の次に供給されるデジタルオーディオ信号サンプルへ加算されるとき、聞 こえるように認知された切断エラーおよび／またはＲＭＳ切断エラーを減少する ように雑音スペクトルフィルタによってライン５Ｂ上のエラー信号を処理する。

フィルタ特性はＦＩＲフィルタ２４の係数の選択によって決定される。雑音形成 特徴はシステム設計者が圧縮装置２０によって発生した量子化雑音のスペクトル 量を変えることを許容する。

伝統的に、プリエンファシスおよびデエンファシスは認知された量を改良するた めオーディオシステムの雑音スペクトル密度の輪郭を描くために用いられる。プ リエンファシスのため常にヘッドルームのロスについての苦情があった（クリッ ピングは低い周波数より高い周波数に対して低いレベルで発生する）。システム 雑音の輪郭を描く雑音形成の使用はクリッピングレベル対周波数の任意このよう な差を発生しない。

プリエンファシスおよびデエンファシスは、ビットエラーの主要な効果がデエン ファシスによって十分減少されるので好ましい実施例においてはそれにもかかわ らず維持される。従って、プリエンファシス装置１０はライン３９上の入力アナ ログオーディオ信号のスペクトル密度の輪郭を描き、デエンファシス装置３Ｂ（ 第２図）は再生されたアナログオーディオ信号の量子化雑音スペクトル密度の輪 郭を描くためライン４８上の再生されたアナログオーディオ信号をデエンファシ スする。

このような輪郭描写は再生されたデジタルオーディオ信号サンプルにおいて任意 のビットエラーの可聴認知効果を減少する。

雑音成形は要求されたナイキストサンプリング速度で数回動作されるＤ／Ａまた はＡ／Ｄ処理において必要とされる入力または出力状態の数を減少するために典 型的に用いられる方法である。本発明のシステムにおいて、雑音成形処理はわず かにオーバーサンプルされたシステムに適合される（１０乃至２０％）。この特 徴によって可能である大きな信号のための量子化雑音比率に対する信号において 十分な利得がある。例えば、２０ｋＨｚ帯域幅におけるＲＭＳエラーが４４ｋＨ ｚに等しいサンプル周波数、１８．７ｋＨｚに等しい出力帯域幅、および提供さ れたプリエンファシスおよびデエンファシス（５０／１５　μ秒　時定数）によ って測定されることは、利得は３．１ｄＢである。ＦＩＲフィルタ２４の係数の ため異なる基準を選択することによってより大きな主要利得が得られる。０．１ ｄＢだけ２０ｋＨｚ帯域幅において得られるＲＭＳ改良を妥協することによって 、量子化速度に対する認知された信号は６．０ｄＢへ改善される。これは１ビツ トの付加的正確さと同等であるかまたは通常開等の認知された品質のための圧縮 の付加的ビットを許容する。

この特徴によって実現されるもう１つの利点は根本的に主観的な利点である。相 互に関連するエラー成分は、不適切なジッター（ｄｌｔｈｅｒ）があるとき低い 傾斜（低い周波数）の信号上に発生できる。隣接するサンプルの相互関係は変化 する周波数の不調和音となる。これは不調和音が人間の耳が最も感度の高い１ｋ Ｈｚ付近で発生するので低周波数信号（２０−１００Ｈｚ）について特に厳密で ある。これは信号へ加えられた同等量のホワイトノイズより聞取り易く妨害的で あり、それは隣接するサンプル間に相互関係がないときのみ有効である。ＦＩＲ フィルタ２４のフィードバック構造は成形された量子化雑音によって入力オーデ ィオサンプルを効果的にジッターすることによって相互に関係のある信号成分を 分解する。

出力計算装置１８はまた、ブロックの個々のサンプルを圧伸−するときサンプル のブロックのため利得ワードを用いることの効果に関連するエラー値をライン５ ７上に与える。上述のように、伸張処理において、圧縮されたマグニチュードの 最小桁マグニチュードビットの値の２分の１を表わす“１゛ビツトは、圧縮処理 によって切取られたマグニチュードビットの平均値を表わすため圧縮されたマグ ニチュードビットへ付加される。個々のサンプルのためのブロック利得ワードの 適切さに依存して、この特定の“１°ビツトを加えることの効果は全く重要であ り得る。例えば、もしブロック利得ワードが“１１１°であり、サンプルの最大 桁“１°ビツトがビット位置“Ｊｏにあるなら、伸張に基づくこの特定の“１″ ビツトを加えることの効果は“６４°の２進値を個々のサンプルへ加えることと 同じである。従って、例えば、出力計算装置は“６４°の２進値を有するライン ５７上のエラー値を与える。

第２表は個々のデジタルオーディオ信号サンプル中の最大桁“１′ビツトのビッ ト位置に関する異なる利得ワードのための計算されたエラー値を示す。

ＭＳＢ位置　ＢＣＤＥＦＧＨＪ 利得ワード １１１　０　１　２．４　８　１６３２６４ｏｏｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　 ｏ　。

減算装置１９は圧縮装置２０による圧縮のためのライン５８上の修正されたデジ タルオーディオ信号サンプルを提供するためにライン５０上のマグニチュードビ ットからライン５７上のエラー値を減算する。圧縮装置２ｏはライン６ｏ上に７ つの圧縮されたマグニチュードビットを提供する。

デジタル信号は伝送のため前エラー修正符号化される。ライン４６上のサインビ ットおよびライン６ｏ上の最大桁がら３つのマグニチュードビットは対のオーデ ィオチャンネルからのラインＢ１および６２上の対応するサインおよびマグニチ ュードビットと一緒に（１３，８）ブロック符号化装置２７へ与えらレル。（１ ３，８）ブロック符号化装置２７はそれへ供給された８つのサインおよびマグニ チュードビットのため５つのパリティビットを供給し、１３のライン６３上にこ れらの８つのサインおよびマグニチュードビットと一緒に５つのパリティビット を出力して挿入および並列−直列変換装置２８へ供給する。

（１３，８）符号化装置２７はこれら８つのビットの伝送において単一とットエ ラーの検出および修正を可能にし、二重ビットエラーの検出を可能にするためこ れら８つのサインおよびマグニチュードビットを符号化する。適度に徹底的な検 索は（１３，８）符号化装置によって実行されるコードを選択するように実施さ れ、概略的に同等の距離のプロファイルを有する大群のコードが存在する。循環 的コード派生物は実施の容易さのため選択され、その中でそれは領域有効解読装 置の構成を許容する。選択されたコード発生器マトリックスは第３表に示されて いる。このようなマトリックスを与えるための表記法は文献（“Ｉ　ｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ　Ｔ　ｈｅｏｒｙａｎｄ　Ｒｅ１ｉａｂｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ ｉｏｎ”　、Ｒ，Ｇ、　Ｇａｌｌａｇｅｒ　。

１９６８）に説明されている〇 第　３　表 ：　１０１０１ ：　１１０１０ ：０１１０１ ：１１１００ ：０１１１０ ：００１１１ １−８Ｘ８　識別マトリックス エラー制御は有効であるが従来技術においてよりも更に効果がある。上述の米国 特許明細書第４，６０８．４５６号において開示されたシステムは単一ビットエ ラー修正および二重ビットエラーの検出および隠匿を行なうが、これを達成する ためサンプル当り４ビツトを必要とする。生成された保持の数はチャンネル確率 ビットエラー速度（ＰＥ）のおよそ２倍に変える。ヨーロッパ放送ユニオンは、 両システムが動作する２、６Ｘ１０−２以下のビット速度で′４５６号明細書の システムにおいて開示されたそれより上の保持速度７８ＰＥ２によって５ビツト ／サンプルで二重ビットエラー検出および単一ビットエラー修正を達成するシス テムを説明した。（“ＭＡＣ／バケット　）７ミリのシステムの明細”、Ｔ　ｅ ｅｈ、３２５８−　Ｅ　、ヨー０　ツバ放送ユニオン、１９８６年１０月、Ｔｅ ｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｅｎｔｅｒ−Ｂｒｕｓｓｅｌｓ　ｏ　）ここに説明されたエ ラー制御はオーディオサンプル当り２．５ビツトおよび同じ７８ＰＥ２の保持速 度特性を有する。従来の技術では容量に関しておよそ同等のエラー制御を有する が、このシステムの効率は更に有効なサンプル当り１．５乃至２．５ビツトであ る。

全ての圧縮アルゴリズムは従来の技術より上の２ビツト／サンプルである。本発 明の雑音成形圧縮処理はμ法則またはへ法則ＤＡＣｓによって相互動作可能であ り、サンプル当り１ビツトをセーブする。エラー制御はサンプル当り１．５乃至 ２．５ビツトをセーブする従来の技術のそれと同等である。

全ての結果は同等の質を有してサンプル当り４．５乃至５ビツトをセーブする。

従って低い傾斜信号上のざらつきは減少される。

ライン４５上の利得ワードは、ライン４５上のサインビットおよびライン６２上 の７つのマグニチュードビットが得られる対のオーディオチャンネルのためライ ン６４上の利得ワードと一緒に（５，１）符号化装置２６へ供給される。（５， １）符号化装置はライン６５上の５回６つの利得ワードの各々を出力して挿入お よび並列−直列変換装置２８へ供給する。利得ワードはそれによって５つの繰返 されたビットの多数決処理によって任意のビットの利得ワードの伝送において単 一および二重エラーの両方の検出および修正を可能にするため前エラー修正符号 化される。

ライン６０および６２の各々に供給された圧縮されたマグニチュードビットの最 小桁からビットは各々任意の前エラー修正符号化なしに挿入および並列−直列変 換装置２８へ直接供給される。

挿入および並列−直列変換装置２８は、同じサンプルの符号化されたビットの間 に１０のハミング距離を与えるように第４表に示された遅延パターンに従ってサ インビット、マグニチュードビットおよびパリティビットを挿入する。従って期 間中の１０個のサンプルへの雑音バーストが取扱われる。符号化されていない最 小桁マグニチュードビットはＲＭＳ雑音エネルギを減少する。

第４表 チャンネルの　ビット形式　非挿間遅延　挿間遅延１ゴ２タリｊ扉位置 １　サインビット、左　０５ ２　サインビット、右　１４ ３　（ＭＳ）マグニチュードビット６、左　２３４　（ＭＳ）マグニチュードビ ット６、右　３２５　マグニチュードビット５、左　４１６　マグニチュードビ ット５、右　５０７　（ＬＳ）マグニチュードビット０、左　１　４ｇ　（ＭＳ ）マグニチュードビット０、右　２３９　マグニチュードビット１、左　３２１ ０　マグニチュードビット１、右　４１１１　マグニチュードビット４、左　０ ５１２　マグニチュードビット４、右　１　４１３　パリティビット４　２　３ １４　パリティビット３　３　２ １５　パリティビット２　４　１ １６　パリティビット１　５　０ １７　マグニチュードビット２、左　１　４１８　マグニチュードビット２、右 　２３１９　マグニチュードビット３、左　３２２０　マグニチュードビット３ 、右　４１２１　パリティビット０　０　５ 第４表を参照すると、用語“左°および“右”は２つの異なるオーディオチャン ネルを示すために用いられている。用語“ＭＳ”と“ＬＳ”は各々最大桁（ｃｏ ｓｔ　５１ｇｎ１ｆｉｃａｎｔ）と最小桁（ｌｅａｓｔ　５１ｇｎ１ｆ’１ｅａ ｎｔ　）を示す。

１つの利得ワードビットは全ての４９個の挿入されたサンプルビットのため伝送 される。この故にまた利得ワードピットを挿入することは必要ではない。

好ましい実施例において、圧縮され符号化されたビットはテレビジョン信号の水 平ブランキング期間（ＨＢＩ）の間伝送されるが、挿入および並列−直列変換装 置２８は３つのビデオラインの各シーケンス中に第３図に示される順でビットを 供給する。第３図を参照すると、“Ｓ−１°はシーケンス中のセット番号１を示 し、括弧内の数字はそのセットからのビット数を示し、“ＧＷ”は１つの利得ワ ードピットを示し、“ＣＢ”はＨＢＩ中に典型的に放送されるビデオカラーバー ストを示す。７つの完全なセットは３つのビデオラインの期間にわたって伝送さ れる。従って１対のオーディオチャンネルのための７０個の符号化された、圧縮 されたデジタルオーディオ信号サンプルのブロックは３０のビデオラインの期間 中伝送される。この３０ライン期間中、３０の利得ワードピットは２つのオーデ ィオチャンネルの各々のため３つの利得ワードピットの各々の５つの繰返しを行 なうことによって伝送される。

解読装置において、第２図に示されるように非挿入器および直列−並列変換装置 ３０は伝送された符号化され圧縮されたサンプルビットの挿入を戻し、ライン６ ７上に並列な非挿入ビットを供給し、８つの符号ビットは（１３，８）ブロック ＦＥＣ解読装置３２へ供給される。非挿入器および直列−並列変換装置３０はま たライン６８によって反復して利得ワードを（５，１）多数決解読装置３１へ供 給する。非挿入器の遅延は上述の第４表に示されている。

（１３，８）ブロック解読装置３２は８つの符号ビットのセットにおいて任意の 単一ビットエラーを検出し修正し、そして８つの符号ビットのセットにおいて任 意の二重とットエラーを検出し隠匿する。隠匿は最終修正を繰返すことによって 達成され、あるいは検出された二重とットエラーが発生するサンプルの代わりに 対にされた修正されたサンプルを使用する。（１３，８）ブロック解読装置３２ はライン６９により８つの解読されたサインおよびマグニチュードビットを伸張 装置３３へ供給する。

（５，１）多数決解読装置３１は利得ワードの各ビットのため５つの反復ビット の多数決によって任意の単一ビットまたは二重ビットエラーを検出し修正し、ラ イン７０上に並列な２つのオーディオチャンネルのため３つの利得ワードピット を出力して伸張装置３３へ供給する。

最小桁の圧縮されたマグニチュードビットは解読装置への伝送のため符号化され ず（第２図）、それらはライン７１により伸張装置３３へ直接供給される。

伸張装置３３は別々のオーディオチャンネルのため利得ワードおよびサインおよ びマグニチュードビットを分離し、別々の１５のビットライン５１および５２の 各々の上のオーディオチャンネルの各々のため再生されたデジタルオーディオ信 号サンプルを供給するように単一チャンネルのため個々のサンプルの利得ワード 、サインビットおよびマグニチュードビットを処理する。伸張装置３３によって 供給された再生されたデジタルオーディオ信号サンプルの構成は上記の第１表に 述べられている。μ法則圧伸処理が用いられるとき、“６４”の２進値は、ＤＡ Ｃ３４によるアナログオーディオ信号への変換のためライン５１および５２の再 生されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給する前に、伸張装置によって再 生されたデジタルオーディオ信号サンプルの２進信号値から減算される。

各オーディオ出力チャンネルにおいて、ＤＡＣ３４はライン５１上の再生された デジタルオーディオ信号サンプルをライン７４上のアナログオーディオ信号へ変 換する。その代わりに圧伸ＤＡＣが用いられても良い。圧伸ＤＡＣは伸張および デジタル−アナログ変換機能を組合わせたものである。μ法則またはＡ法則伸張 のいずれかを達成するための圧伸ＤＡＣはデジタル信号圧伸技術を熟知する当業 者に知られている。このような圧伸ＤＡＣは用意に得られ、それらの使用は製造 費用を節約する。

−　ト） 国際調査報告 １−９＝−Ｉ　Ａ−１−１−ＩＩ、　ＰＣＴ／じ５８７１０２３７７

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１のデジタルオーディオ信号サンプルのための利得ワードを供給する手 段と、 前記第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮するため第１の予め決められ た処理に従って前記利得ワードによって前記第１のデジタルオーディオ信号サン プルを処理する手段と、 再生されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給するため第２の予め決められ た処理に従って前記利得ワードおよび前記圧縮されたデジタルオーディオ信号サ ンプルを処理する手段と、 再生されたデジタルオーディオ信号サンプルの正確度に基づいて前記第１および 第２の予め決められた処理の効果を計算する手段と、 前記第１の予め決められた処理に従って前記圧縮のために修正されたデジタルオ ーディオ信号サンプルを供給するため前記計算された効果に従って第１のデジタ ルオーディオ信号サンプルを処理する手段とから成ることを特徴とする、オーデ ィオ信号を処理するためのシステム。
2. （２）再生されたデジタルオーディオ信号サンプルの正確度に基づいて前記第１ および第２の予め決められた処理の効果を計算する手段が、 計算された再生されたデジタルオーディオ信号サンプルを提供するため前記サン プルについて第１のデジタルオーディオ信号サンプルおよび利得ワードを処理す る手段とを含み、修正されたデジタルオーディオ信号サンプルを提供する手段が 、 エラー信号を供給するため関連する第１のデジタルオーディオ信号サンプルから 計算された再生されたデジタルオーディオ信号サンプルを減算する手段と、 雑音スペクトルフィルタによって前記エラー信号をフィルタする手段と、 修正されたデジタルオーディオ信号サンプルを提供するためフィルタされたエラ ー信号を次に供給される第１のデジタルオーディオ信号サンプルへ加算する手段 とを含む、請求項１記載のシステム。
3. （３）フィルタ手段が、フィルタされたエラー信号が次に供給される第１のデジ タルオーディオ信号サンプルへ加算されるとき可聴認知された切断エラーを減少 するためおよび／またはＲＭＳ切断エラーを減少するためエラー信号を処理する 、請求項２記載のシステム。
4. （４）アナログオーディオ入力信号のスペクトル密度の輪郭を描くためアナログ オーディオ入力信号をプリエンファシスする手段と、 前記プレエンファシスされたアナログオーディオ入力信号を前記デジタルオーデ ィオ信号サンプルへ変換する手段と、前記再生されたデジタルオーディオ信号サ ンプルを再生されたアナログオーディオ信号へ変換するための手段と、前記再生 されたアナログオーディオ信号の量子化雑音スペクトル密度の輪郭を描くため再 生されたオーディオ信号をデエンファシスする手段とを含み、 前記輪郭を描くことが再生されたデジタルオーディオ信号サンプルにおいて任意 のビットエラーの可聴認知効果を減少する、請求項２記載のシステム。
5. （５）利得ワードを供給する手段が、 予め決められた数の第１のデジタルオーディオ信号サンプルのブロック中のピー クの第１のデジタルオーディオ信号サンプルマグニチュードを検出するための手 段と、検出されたピークマグニチュードを有する第１のデジタルオーディオ信号 サンプル中の最大桁“１”ビットの位置に従ってサンプルの前記ブロックのため の利得ワードを計算する手段とを含み、 圧縮手段は、前記ブロックの第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮する とき、前記ブロック中の前記デジタルオーディオ信号サンプルの各々によってサ ンプルの前記ブロックのため前記計算された利得ワードを処理し、計算手段が、 個々の第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮するとき、サンプルの前記 ブロックのため前記利得ワードの使用の効果に関連するエラー値を提供するため サンプルの前記ブロックのため第１のデジタルオーディオ信号サンプルおよび利 得ワードを処理する手段と、 個々の第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮するときサンプルの前記ブ ロックのため前記利得ワードの使用の効果に関連するエラー値を提供する手段と を含み、修正されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給する手段が、 前記第１の予め決められた処理に従って前記修正されたデジタルオーディオ信号 サンプルを圧縮する前に前記エラー値を補償するため前記修正されたデジタルオ ーディオ信号サンプルによってエラー値を処理する手段を含む、請求項２記載の システム。
6. （６）利得ワードを供給する手段が、 予め決められた数の第１のデジタルオーディオ信号サンプルのブロック中のピー クの第１のデジタルオーディオ信号サンプルマグニチュードを検出する手段と、 検出されたピークマグニチュードを有する第１のデジタルオーディオ信号サンプ ル中の最大桁“１”ビットの位置に従ってサンプルの前記ブロックのため利得ワ ードを計算する手段とを含み、 圧縮手段が、前記ブロックの第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮する とき、前記ブロック中の前記デジタルオーディオ信号サンプルの各々によってサ ンプルの前記ブロックのため前記計算された利得ワードを処理し、計算手段が、 個々の第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮するとき、サンプルの前記 ブロックのため前記利得ワードを用いることの効果に関連するエラー値を提供す るためサンプルの前記ブロックのため第１のデジタルオーディオ信号サンプルお よび利得ワードを処理する手段を含み、修正されたデジタルオーディオ信号サン プルを供給する手段が、 前記エラー値を補償し、それによって前記第１の予め決められた処理に従った圧 縮のため前記修正されたデジタルオーディオ信号サンプルを提供するように前記 第１のデジタルオーディオ信号サンプルによってエラー値を処理する手段を含む 、請求項１記載のシステム。
7. （７）前記コード化されたサンプルビットの前記伝送において単一ビットエラー の修正を可能にし、前記コード化されたサンプルビットの前記伝送において二重 ビットエラーを検出するため伝送のために圧縮された第１のデジタルオーディオ 信号サンプルの大きい桁のビットのみを前エラー修正コード化するための手段を 含む、請求項６記載のシステム。
8. （８）前記圧縮されたデジタルオーディオ信号サンプルの前記コード化されたビ ットにおいて単一ビットエラーを検出し修正し、また前記圧縮されたデジタルオ ーディオ信号サンプルの前記コード化されたビットにおいて二重ビットエラーを 検出し隠匿する手段が前記解読装置に具備されている、請求項７記載のシステム 。
9. （９）計算された利得ワードが３ビットワードであり、それによって利得ワード および圧縮されたデジタルオーディオ信号サンプルの結合によって表わされるマ グニチュード値の８つの可能な範囲が与えられる、請求項８記載のシステム。
10. （１０）計算された利得ワードが３ビットワードであり、それによって利得ワー ドおよび圧縮されたデジタルオーディオ信号サンプルの結合によって表わされる マグニチュード値の８つの可能な範囲が与えられる、請求項７記載のシステム。
11. （１１）第１のデジタルオーディオ信号サンプルのための利得ワードを供給する 手段と、 前記利得ワードと一緒に解読装置へ伝送するため前記第１のデジタルオーディオ 信号サンプルを圧縮するため第１の予め決められた処理に従って前記利得ワード によって前記第１のデジタルオーディオ信号サンプルを処理する手段と、再生さ れたデジタルオーディオ信号サンプルを供給するため第２の予め決められた処理 に従って前記利得ワードおよび前記圧縮された第１のデジタルオーディオ信号サ ンプルを処理する前記解読装置における手段と、 各ビットを５回繰返すことによって前記伝送のため計算された利得ワードの各ビ ットを符号化する手段と、多数決に従って利得ワードの各ビットの伝送において 任意の単一または二重エラーを修正するため５回繰返されたビットの多数決処理 によって符号化された利得ワードの各ビットを解読する手段とを含むことを特徴 とする、オーディオ信号処理のためのシステム。
12. （１２）前記コード化されたサンプルビットの前記伝送において単一ビットエラ ーの修正を可能にするため、および前記コード化されたサンプルビットの前記伝 送において二重ビットエラーを検出するため、伝送のため圧縮された第１のデジ タルオーディオ信号サンプルの大きい桁のビットのみを前エラー修正コード化す る手段を含む、請求項１１記載のシステム。
13. （１３）前記圧縮されたデジタルオーディオ信号サンプルの前記コード化された ビットにおいて単一ビットエラーを検出し修正し、また前記圧縮されたデジタル オーディオ信号サンプルの前記コード化されたビットにおいて二重ビットエラー を検出し隠匿するための手段を前記解読装置中に具備している、請求項１２記載 のシステム。
14. （１４）利得ワードが３ビットワードであり、それによって利得ワードと圧縮さ れたデジタルオーディオ信号サンプルとの結合によって表わされるマグニチュー ド値の８つの可能な範囲が提供される３ビットワードである、請求項１１記載の システム。
15. （１５）予め決められた数の第１のデジタルオーディオ信号サンプルのブロック 中のピークの第１のデジタルオーディオ信号サンプルマグニチュードを検出する ことによって第１のデジタルオーディオ信号サンプルのブロックのため利得ワー ドを供給し、検出されたピークマグニチュードを有する第１のデジタルオーディ オ信号サンプル中の最大桁“１”ビットの位置に従ってサンプルの前記ブロック のため利得ワードを計算する手段と、 前記第１のデジタルオーディオ信号サンプルを圧縮するため第１の予め決められ た処理に従って前記利得ワードによって前記ブロックの各前記第１のデジタルオ ーディオ信号サンプルを処理する手段と、 再生されたデジタルオーディオ信号サンプルを供給するため第２の予め決められ た処理に従って利得ワードおよび圧縮された第１のデジタルオーディオ信号サン プルを処理する手段と、 各再生されたデジタルオーディオ信号サンプルの正確さに基づいてサンプルの前 記ブロックのため単一利得ワード使用の効果を計算する手段と、 前記第１の予め決められた処理に従った前記圧縮のため各デジタルオーディオ信 号サンプルを修正するため前記計算された効果に従って第１のデジタルオーディ オ信号サンプルを処理する手段とを含むことを特徴とする、オーディオ信号を処 理するためのシステム。