專利名稱：數字數據編碼裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及數字數據編碼裝置及其方法，特別是對數字聲音數據進行高效率編碼的數字數據編碼裝置及其方法。
作為用于聲音數據的信息量壓縮的高效率編碼方法，有將聲音數據在時間軸上分割為多個頻帶(sub-band)進行編碼的頻帶分割編碼(sub-band coding)方法和將聲音數據進行正交變換、變換為頻率軸上的數據后分割為多個頻帶進行編碼的變換編碼(transform coding)方法。另外，還有將這兩個方法組合，將聲音數據時間軸上分割為多個頻帶后將各頻帶信號進行正交變換、變換為頻率軸上的數據后進行編碼的高效率編碼方法。
作為一個例子，說明使用立體聲的右聲道和左聲道的數字聲音數據的改進的離散余弦變換(MDCTModified Discrete Cosine Transform)的變換編碼方法。
各聲道的數字聲音數據，按每512采樣進行分塊，以使前一塊的后半部的數據與當前塊的前半部的數據為相同的數據(進行所謂的50％重疊處理)。另外，各聲道的數字聲音數據按塊進行開窗處理(加權處理)。
經過分塊的各聲道的數字聲音數據按塊進行改進的離散余弦變換，變換為256個改進的離散余弦變換系數數據(即，頻率軸上的數據)。以后，將改進的離散余弦變換系數數據稱為MDCT系數數據。
為了進行數據壓縮，將右聲道的256個MDCT系數數據中低頻的240個MDCT系數數據與左聲道的256個MDCT系數數據中低頻的240個MDCT系數數據按頻率相加后，通過用2除求平均，形成240個平均MDCT系數數據(共有聲音道數據)。另外，作成在譯碼器中進行譯碼時使用的右聲道用的聲道共有信息和左聲道用的聲道共有信息。這樣，就實現了聲道的共有化。
240個平均MDCT系數數據分別進行浮點變換，變換為指數部數據和尾數部數據。這時，240個平均MDCT系數數據分割為各頻帶包含1個或多個平均MDCT系數數據的多個頻帶，對于1個頻帶，變換為1個指數部數據(頻帶共同指數部數據)和至少1個尾數部數據。
尾數部數據變換為由與根據頻帶共同指數部數據確定的量化位長相等的位數構成的尾數部量化數據。即，例如尾數部數據為“1100101”，當確定的量化位長為“4”時，尾數部數據“1100101”根據MSB就變換為僅由4位的位(即“1100”)構成的尾數部量化數據“1100”。頻帶共同指數部數據和尾數部量化數據存儲在記錄媒體上，通過傳輸線路進行傳送。
但是，在上述變換編碼方法中，由于是將右聲道的MDCT系數數據和左聲道的MDCT系數數據相加后用2除作成平均MDCT系數數據的，所以，當右聲道的MDCT系數數據和左聲道的MDCT系數數據的絕對值大致相等而符號不同時，平均MDCT系數數據便接近于0。這樣，當平均MDCT系數數據接近于0時及右聲道的MDCT系數數據和左聲道的MDCT系數數據的相關性很小時，在譯碼器中根據聲道共有信息、頻帶共同指數部數據和尾數部量化數據再次構成右聲道的MDCT系數數據和左聲道的MDCT系數數據時的誤差就增大，從而音質變差。
本發明的目的旨在提供例如即使右聲道的MDCT系數數據和左聲道的MDCT系數數據的絕對值大致相等而符號不同時也可以抑制在譯碼器中音質惡化的數字數據編碼裝置及其方法。
本發明的另一個目的在于提供例如即使右聲道的MDCT系數數據和左聲道的MDCT系數數據的相關值很小時也可以抑制在譯碼器中音質惡化的數字數據編碼裝置及其方法。
本發明的第1數字數據編碼裝置是一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼裝置，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據，同時將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的系數數據作成裝置；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉裝置；求利用上述符號反轉裝置使符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化裝置；從上述聲道共有化裝置輸入上述共有聲道數據，將上述輸入的共有聲道數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的共有聲道數據的多個頻帶中，同時將上述分割的共有聲道數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據的數相等的尾數部數據的浮點變換裝置。
本發明的第2數字數據編碼裝置是一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼裝置，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據，同時將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的系數數據作成裝置；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化裝置；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷裝置；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關裝置；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換裝置。
本發明的第3數字數據編碼裝置是一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼裝置，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據，同時將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的系數數據作成裝置；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉裝置；求利用上述符號反轉裝置使符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化裝置；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷裝置；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關裝置；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換裝置。
本發明的第1數字數據編碼方法是一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼方法，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據的第1系數數據作成步驟；將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的第2系數數據作成步驟；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉步驟；求利用上述符號反轉裝置使符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化步驟；從上述聲道共有化裝置輸入上述共有聲道數據，將上述輸入的共有聲道數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的共有聲道數據的多個頻帶中，同時將上述分割的共有聲道數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據的數相等的尾數部數據的浮點變換步驟。
本發明的第2數字數據編碼方法是一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼方法，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據的第1系數數據作成步驟；將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的第2系數數據作成步驟；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化步驟；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷步驟；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關步驟；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換步驟。
本發明的第3數字數據編碼方法是一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼方法，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據的第1系數數據作成步驟；將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的第2系數數據作成步驟；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉步驟；求上述符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化步驟；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷步驟；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關步驟；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換步驟。
圖1是本發明的數字數據編碼裝置的第1實施例的數字聲音數據編碼裝置的框圖。
圖2是圖1所示的聲道共有化電路的框圖。
圖3是表示圖2所示的符號反轉電路的動作的一例的流程圖。
圖4是表示圖2所示的符號反轉電路的動作的其他例的流程圖。
圖5是用于說明頻帶的圖。
圖6是本發明的數字數據編碼裝置的第2實施例的數字聲音數據編碼裝置的框圖。
圖7是本發明的數字數據編碼裝置的第3實施例的數字聲音數據編碼裝置具有的聲道共有化電路的框圖。
如圖1所示，本發明的數字數據編碼裝置的第1實施例的數字聲音數據編碼裝置具有數字聲音數據輸入端子1、開窗電路2、改進的離散余弦變換電路3(以后，稱為“MDCT電路3”)、聲道共有化電路100、浮點變換電路5、位分配電路6、量化電路7、聲道共有化信息輸出端子8、頻帶共同指數部數據輸出端子9、尾數部量化數據輸出端子10和符號反轉信息輸出端子11。其中，如圖2所示，聲道共有化電路100包括第1聲道MDCT系數數據輸入端子101、第2聲道MDCT系數數據輸入端子102、符號反轉電路103、第1乘法電路104、第2乘法電路105、加法電路106、第1除法電路107、第2除法電路108、第3除法電路109、第1平均電路110、第2平均電路111、第1聲道共有信息輸出端子112、第2聲道共有信息輸出端子113和平均MDCT系數數據(共有聲道數據)輸出端子114。
例如，右聲道(第1聲道)數字聲音數據和左聲道(第2聲道)數字聲音數據從小型唱機(CDP)等分時輸入數字聲音數據輸入端子1。右聲道數字聲音數據和左聲道數字聲音數據分別在開窗電路2中按每512采樣進行分塊。這時，分塊使前一塊的后半部的數據與當前塊的前半部的數據成為相同的數據(所謂的50％重疊處理)。此外，右聲道數字聲音數據和左聲道數字聲音數據分別在開窗電路2中按塊進行開窗處理(加權處理)。
經過開窗處理的右聲道數字聲音數據和左聲道數字聲音數據分別在MDCT電路3中按塊通過進行改進的離散余弦變換，變換為256個右聲道MDCT系數數據和256個左聲道MDCT系數數據(即，頻率軸上的數據)。右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據分別從MDCT電路3個別地(即，不分時地并行地)輸入聲道共有化電路100的第1聲道MDCT系數數據輸入端子101和第2聲道MDCT系數數據輸入端子102(參見圖2)，在256個右聲道MDCT系數數據和256個左聲道MDCT系數數據中，由于高頻的數據不是特別需要，所以，只將低頻的240個右聲道MDCT系數數據和240個左聲道MDCT系數數據輸入聲道共有化電路100。即，如果用j(j＝0，1)表示聲道，用i(i＝0，1，2，……，239)表示頻率，則輸入聲道共有化電路100的右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據可以用MDCT[j][i]表示。j＝0表示右聲道，j＝1表示左聲道。另外，i＝0表示頻率為0，i越大，頻率越高。
在圖2所示的聲道共有化電路100中，進行以下動作。
分別輸入第1聲道MDCT系數數據輸入端子101和第2聲道MDCT系數數據輸入端子102的右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據輸入符號反轉電路103。在符號反轉電路103中，按照圖3或圖4所示的流程圖確定供給第1乘法電路104和第2乘法電路105的數據。
首先，說明圖3所示的流程圖。這時，“+1”的數據總是供給第1乘法電路104，根據右聲道MDCT系數數據的符號和左聲道MDCT系數數據的符號，從符號反轉電路103向第2乘法電路105供給“+1”或“-1”的數據。即，檢測頻率i的右聲道MDCT系數數據MDCT
[i]是否為大于0的值(S101)。當檢測出MDCT
[i]大于0時，就檢測頻率i的左聲道MDCT系數數據MDCT[1][i]是否為大于0的值(S102)。當檢測出MDCT[1][i]大于0時，就將“+1”的數據供給第2乘法電路105(S103)。另一方面，當在S102檢測出MDCT[1][i]小于0時，就將“-1”的數據供給第2乘法電路(S104)。另外，當在S101檢測出MDCT
[i]小于0時，也檢測頻率i的左聲道MDCT系數數據MDCT[1][i]是否為大于0的值(S105)。當檢測出MDCT[1][i]小于0時，就將“+1”的數據供給第2乘法電路105(S106)。另一方面，當在S105檢測出MDCT[1][i]大于0時，就將“-1”的數據供給第2乘法電路105(S107)。
其次，說明圖4所示的流程圖。這時，“+1”的數據總是供給第2乘法電路105，根據右聲道MDCT系數數據的符號和左聲道MDCT系數數據的符號，從符號反轉電路103向第1乘法電路104供給“+1”或“-1”的數據。即，檢測頻率i的左聲道MDCT系數數據MDCT[1][i]是否為大于0的值(S111)。當檢測出MDCT[1][i]是大于0時，就檢測右聲道MDCT系數數據MDCT
[i]是否為大于0的值(S112)。當檢測出MDCT
[i]是大于0時，就將“+1”的數據供給第1乘法電路104(S113)。另一方面，當在S112檢測出MDCT
[i]小于0時，就將“-1”的數據供給第1乘法電路104(S114)。另外，當在S11檢測出MDCT[1][i]小于0時，也檢測頻率i的右聲道MDCT系數數據MDCT
[i]是否為大于0的值(S115)。當檢測出MDCT
[i]小于0時，就將“+1”的數據供給第1乘法電路104(S116)。另一方面，當在S115檢測出MDCT
[i]大于0時，就將“-1”的數據供給第1乘法電路104(S117)。
在聲道共有化電路100的第1乘法電路104中，進行從符號反轉電路103供給的數據與右聲道MDCT系數數據的乘法運算，在第2乘法電路105中，進行從符號反轉電路103供給的數據與左聲道MDCT系數數據的乘法運算。這樣，從第1乘法電路104輸出的右聲道MDCT系數數據和從第2乘法電路105輸出的左聲道MDCT系數數據的符號便相同。
從第1乘法電路104輸出的右聲道MDCT系數數據和從第2乘法電路105輸出的左聲道MDCT系數數據在加法電路106中進行加法運算后，在第1除法電路107中通過用2除求平均，變換為平均MDCT系數數據(共有聲道數據)。
設頻率i的平均MDCT系數數據為JC[i]，則共有聲道數據JC[i]可以按如下形式表示按圖3所示的流程圖進行處理時，當MDCT
[i]≥0并且MDCT[1][i]≥0時，JC[i]＝(MDCT
[i]＋MDCT[1][i]/2(1)當MDCT
[i]＜0并且MDCT[1][i]＜0時，JC[i]＝(MDCT
[i]＋MDCT[1][i]/2(2)當MDCT
[i]≥0并且MDCT[1][i]＜0時，JC[i]＝(MDCT
[i]－MDCT[1][i]/2(3)當MDCT
[i]＜0并且MDCT[1][i]≥0時，JC[i]＝(MDCT
[i]－MDCT[1][i]/2(4)按圖4所示的流程圖進行處理時，當MDCT
[i]≥0并且MDCT[1][i]≥0時，JC[i]＝(MDCT
[i]＋MDCT[1][i]/2(5)當MDCT
[i]＜0并且MDCT[1][i]＜0時，JC[i]＝(MDCT
[i]＋MDCT[1][i]/2(6)當MDCT
[i]≥0并且MDCT[1][i]＜0時，JC[i]＝(-MDCT
[i]＋MDCT[1][i]/2 (7)當MDCT
[i]＜0并且MDCT[1][i]≥0時，JC[i]＝(-MDCT
[i]＋MDCT[1][i]/2 (8)通過上述處理，即使右聲道的MDCT系數數據和左聲道的MDCT系數數據的絕對值大致相等而符號不同時也可以防止平均MDCT系數數據成為接近于0的值。
表示“-1”的數據是否供給第1乘法電路104和第2乘法電路105的符號反轉信息從符號反轉電路103通過符號反轉信息輸出端子11(參見圖1)向外部輸出。符號反轉信息存儲到記錄媒體上，通過傳輸線路進行傳送。
輸入第1聲道MDCT系數數據輸入端子101的右聲道MDCT系數數據在第2除法電路108中通過用平均MDCT系數數據相除，變換為右聲道MDCT系數數據修正值。另外，輸入第2聲道MDCT系數數據輸入端子102的左聲道MDCT系數數據在第3除法電路109中通過用平均MDCT系數數據相除，變換為左聲道MDCT系數數據修正值。設右聲道MDCT系數數據修正值和左聲道MDCT系數數據修正值為ADC[j][i]，則ADC[j][i]可以表示為ADC[j][i]＝MDCT[j][i]/JC[i](9)其中，j＝0，1i＝0，1，2，……，239當只將+1供給第1乘法電路104時，右聲道MDCT系數數據修正值ADC
[i]便可保證總是具有正的值。另外，當只將+1供給第2乘法電路105時，左聲道MDCT系數數據修正值ADC[1][i]便可保證總是具有正的值。
右聲道MDCT系數數據修正值由第1平均電路110在1頻帶內求平均后，對于每1頻帶，作為1個右聲道共有信息從第1聲道共有信息輸出端子112輸出。另外，左聲道MDCT系數數據修正值由第2平均電路111在1頻帶內求平均后，對于每1頻帶，作為1個左聲道共有信息從第2聲道共有信息輸出端子113輸出。右聲道共有信息和左聲道共有信息例如分時從聲道共有信息輸出端子8(參見圖1)向外部輸出。右聲道共有信息和左聲道共有信息存儲到記錄媒體上，通過傳輸線路進行傳送。
設從頻率s到頻率e的第k頻帶的右聲道共有信息和左聲道共有信息為JCI[j][k]，則JCI[j][k]可以表為JCI[j][k]=Σi=se(ADC[j][i])/(e-s)---(10)]]>
這時，當只將+1供給第1乘法電路104時，由于可以保證右聲道共有信息JCI
[k]總是具有正的值，所以，可以削減分配給聲道共有信息的符號量。另外，當只將+1供給第2乘法電路105時，由于可以保證左聲道共有信息JCI[1][k]總是具有正的值，所以，可以削減分配給聲道共有信息的符號量。
下面，參照圖5簡單地說明頻帶。240個右聲道MDCT系數數據從0頻率開始順序分割為1個頻帶內的右聲道MDCT系數數據的個數為1的16個頻帶、1個頻帶內的右聲道MDCT系數數據的個數為2的16個頻帶、1個頻帶內的右聲道MDCT系數數據的個數為4的16個頻帶、1個頻帶內的右聲道MDCT系數數據的個數為8的16個頻帶。對于240個左聲道MDCT系數數據也一樣。
在浮點變換電路5中，從聲道共有化電路100輸入的平均MDCT系數數據進行浮點變換后，對于每1個頻帶，變換為1個頻帶共同指數部數據和1個或多個尾數部數據。即，在圖5所示的頻帶分割例子中，(a)在1個頻帶內的右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據的個數分別為1的16個頻帶的各頻帶中，平均MDCT系數數據直接進行浮點變換，變換為1個頻帶共同指數部數據和1個尾數部數據。
(b)在其他頻帶中，檢測在1個頻帶內存在的多個平均MDCT系數數據的絕對值最大的平均MDCT系數數據。檢測的平均MDCT系數數據變換為用下述(11)式表示的浮點數據F。
F＝M×2-N(11)其中，M尾數部數據。0.5≤M＜1，-1≤M＜-0.5N指數部數據。N為正整數。在1個頻帶內存在的其他平均MDCT系數數據用浮點數據F的指數部2-N相除，相除的結果成為尾數部數據。這樣，在1個頻帶內存在的平均MDCT系數數據就變換為1個頻帶共同指數部數據和個數與在該頻帶內存在的平均MDCT系數數據的數相等的尾數部數據。
在位分配電路6中，使用從浮點變換電路5輸入的頻帶共同指數部數據，利用人的聽覺屏蔽特性等確定尾數部數據的量化位長L。確定的量化位長L輸入量化電路7。
在量化電路7中，從浮點變換電路5輸入的尾數部數據根據MSB變換為由量化位長L的位數構成的尾數部量化數據。即，例如，當確定的量化位長L為“2”并且尾數部數據為“1100101”時，該尾數部數據根據MSB變換為僅由2位的位構成的尾數部量化數據。
從浮點變換電路5輸出的頻帶共同指數部數據從頻帶共同指數部數據輸出端子9向外部輸出，從量化電路7輸出的尾數部量化數據從尾數部量化數據輸出端子10向外部輸出。頻帶共同指數部數據和尾數部量化數據存儲到記錄媒體上，通過傳輸線路進行傳送。
下面，參照圖6說明本發明的數字數據編碼裝置的第2實施例的數字聲音數據編碼裝置。
本實施例的數字聲音數據編碼裝置在具有聲道共有/非共有判斷電路21、開關電路22和選擇信息輸出端子23方面與圖1所示的第1實施例的數字聲音數據編碼裝置不同。即，本實施例的數字聲音數據編碼裝置僅當右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據的相關值大于指定的值時才進行右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據的共有化處理。下面，說明聲道共有/非共有判斷電路21和開關電路22的動作。
右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據MDCT[j][i]從MDCT電路3輸入聲道共有/非共有判斷電路21，同時，右聲道MDCT系數數據修正值和左聲道MDCT系數數據修正值ADC[j][i]及聲道共有信息JC[j][k]從聲道共有化電路100輸入聲道共有/非共有判斷電路21。在聲道共有/非共有判斷電路21中，利用下式計算在第k頻帶內存在的右聲道MDCT系數數據修正值和左聲道MDCT系數數據修正值ADC[j][i](i＝s～e)的分散AADC[k](k＝0，1，……，63)。AADC[k]=Σj=01{Σi=se(DADC[j][i]×DADC[j][i])/(e-s)}]]>其中，DADC[j][i]是在第k頻帶內存在的右聲道MDCT系數數據修正值和左聲道MDCT系數數據修正值ADC[j][i](i＝s～e)與該頻帶的聲道共有信息JCI[j][k]之差，可以用下式表示。
DADC[j][i]＝ADC[j][i]－JCI[j][k] (13)然后，根據得到的分散AADC[k]，利用下式計算第k頻帶的相關值C[k]。C[k]=AADC[k]/Σj=0i(JCI[j][k]×JCI[j][k])---(14)]]>其中，相關值C[k]＝1時相關度最低，相關值C[k]＝0時(即，ADC[j][i]＝JCI[j][k]時)相關度最高。
相關度低時，右聲道MDCT系數數據修正值和左聲道MDCT系數數據修正值ADC[j][i]與聲道共有信息JCI[j][k]之差大，所以，在譯碼器中根據聲道共有信息JCI[j][k]和平均MDCT系數數據JC[j]再次構成各聲道的MDCT系數數據MDCT[j][i]時的誤差(JCI[j][k]×JC[j]－MDCT[j][i])。結果，音質將惡化。另一方面，相關度高時，這樣的誤差變小，音質不會惡化。
因此，當得到的相關值C[k]小于0.1時，指示選擇從聲道共有化電路100輸入的平均MDCT系數數據JC[j]向浮點變換電路5輸出的控制信號從聲道共有/非共有判斷電路21向開關電路22輸出。另一方面，當得到的相關值C[k]大于0.1時，指示選擇從MDCT電路3輸入的右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據MDCT[j][i]向浮點變換電路5輸出的控制信號從聲道共有/非共有判斷電路21向開關電路22輸出。另外，表示選擇平均MDCT系數數據JC[j]與右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據MDCT[j][i]中的某一個的選擇信息從聲道共有/非共有判斷電路21通過選擇信息輸出端子23向外部輸出。
在開關電路22中選擇右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據MDCT[j][i]時在浮點變換電路5中的浮點變換處理與上述平均MDCT系數數據JC[j]的情況相同。
下面，參照圖7說明本發明的數字數據編碼裝置的第3實施例的數字聲音數據編碼裝置。
本實施例的數字聲音數據編碼裝置在將聲道共有化電路100的結構采用圖7所示的方面與圖6所示的第2實施例的數字聲音數據編碼裝置不同。
其中，圖7所示的聲道共有化電路在不具有符號反轉電路103、第1乘法電路104和第2乘法電路105方面與圖2所示的聲道共有化電路不同。因此，在本實施例的數字聲音數據編碼裝置中，雖然在聲道共有化電路中不使右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據的符號成為相同的符號而作成平均MDCT系數數據，但是，由于具有聲道共有/非共有判斷電路21和開關電路22，所以，和第2實施例的數字聲音數據編碼裝置一樣，可以防止相關度低時在譯碼器中發生音質惡化。
作為本發明的數字數據編碼裝置的其他實施例，例如，可以舉出如下例子。
(a)在上述說明中，是按頻率將“+1”的數據或“-1”的數據從符號反轉電路103(參見圖2)向第1乘法電路104或第2乘法電路105輸出的，但是，也可以按頻帶將“+1”的數據或“-1”的數據從符號反轉電路103向第1乘法電路104或第2乘法電路105輸出。
(b)在上述說明中，在浮點變換電路5中是按頻帶求頻帶共同指數部數據的，但是，也可以按頻率求指數部數據。
(c)在上述說明中，在上述(11)式中是將浮點數據F表為M×2-N，但是，也可以表為M×r-N(其中，r是大于3的整數)進行同樣的處理。
(d)在上述說明中，當得到的相關值C[k]小于0.1時就選擇平均MDCT系數數據JC[j]，當得到的相關值C[k]大于0.1時就選擇右聲道MDCT系數數據和左聲道MDCT系數數據，但是，根據在譯碼器中音質惡化的程度，作為選擇的基準的值也可以使用0.1以外的值。
(e)在上述說明中，是對數字聲音數據進行編碼的，但是，也可以對其他數字數據進行編碼。
權利要求
1.一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼裝置，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據，同時將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的系數數據作成裝置；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉裝置；求利用上述符號反轉裝置使符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化裝置；從上述聲道共有化裝置輸入上述共有聲道數據，將上述輸入的共有聲道數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的共有聲道數據的多個頻帶中，同時將上述分割的共有聲道數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據的數相等的尾數部數據的浮點變換裝置。
2.如權利要求1所述的數字數據編碼裝置，其特征在于上述數字數據是數字聲音數據，上述系數數據作成裝置將上述第1和第2聲道的數字數據按塊進行改進的離散余弦變換，作成上述第1和第2聲道的系數數據。
3.如權利要求1所述的數字數據編碼裝置，其特征在于浮點變換裝置分割上述輸入的共有聲道數據，以使頻率越大的頻帶，包含的上述含有聲道數據越多。
4.一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼裝置，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據，同時將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的系數數據作成裝置；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化裝置；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷裝置；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關裝置；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換裝置。
5.如權利要求4所述的數字數據編碼裝置，其特征在于上述聲道共有/非共有判斷裝置按上述頻帶求上述第1聲道的系數數據與上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個。
6.如權利要求4所述的數字數據編碼裝置，其特征在于上述數字數據是數字聲音數據，上述系數數據作成裝置將上述第1和第2聲道的數字數據按塊進行改進的離散余弦變換，作成上述第1和第2聲道的系數數據。
7.如權利要求4所述的數字數據編碼裝置，其特征在于浮點變換裝置分割上述輸入的共有聲道數據，以使頻率越大的頻帶，包含的上述含有聲道數據越多。
8.一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼裝置，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據，同時將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻有上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的系數數據作成裝置；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉裝置；求利用上述符號反轉裝置使符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化裝置；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷裝置；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關裝置；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換裝置。
9.如權利要求8所述的數字數據編碼裝置，其特征在于上述聲道共有/非共有判斷裝置按上述頻帶求上述第1聲道的系數數據與上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個。
10.如權利要求8所述的數字數據編碼裝置，其特征在于上述數字數據是數字聲音數據，上述系數數據作成裝置將上述第1和第2聲道的數字數據按塊進行改進的離散余弦變換，作成上述第1和第2聲道的系數數據。
11.如權利要求8所述的數字數據編碼裝置，其特征在于浮點變換裝置分割上述輸入的共有聲道數據，以使頻率越大的頻帶，包含的上述含有聲道數據越多。
12.一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼方法，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據的第1系數數據作成步驟；將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻有上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的第2系數數據作成步驟；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉步驟；求利用上述符號反轉裝置使符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化步驟；從上述聲道共有化裝置輸入上述共有聲道數據，將上述輸入的共有聲道數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的共有聲道數據的多個頻帶中，同時將上述分割的共有聲道數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的共有聲道數據的數相等的尾數部數據的浮點變換步驟。
13.如權利要求12所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述數字數據是數字聲音數據，上述第1和第2系數數據作成步驟分別將上述第1和第2聲道的數字數據按塊進行改進的離散余弦變換，作成上述第1和第2聲道的系數數據。
14.如權利要求12所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述浮點變換步驟分割上述共有聲道數據，以使頻率越大的頻帶包含的上述共有聲道數據越多。
15.一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼方法，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據的第1系數數據作成步驟；將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的第2系數數據作成步驟；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化步驟；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷步驟；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關步驟；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換步驟。
16.如權利要求15所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述聲道共有/非共有判斷步驟按上述頻帶求上述第1聲道的系數數據與上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個。
17.如權利要求15所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述數字數據是數字聲音數據，上述第1和第2系數數據作成步驟分別將上述第1和第2聲道的數字數據按塊進行改進的離散余弦變換，作成上述第1和第2聲道的系數數據。
18.如權利要求15所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述浮點變換步驟分割上述共有聲道數據，以使頻率越大的頻帶包含的上述共有聲道數據越多。
19.一種將按指定的采樣數分塊的第1聲道的數字數據和按上述指定的采樣數分塊的第2聲道的數字數據進行編碼的數字數據編碼方法，其特征在于包括將上述第1聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第1聲道的系數數據的第1系數數據作成步驟；將上述第2聲道的數字數據按塊變換為頻率軸上的數據后作成每一頻率的第2聲道的系數數據的的第2系數數據作成步驟；按頻率檢查上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號是否一致，當上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號不一致時就使上述第1聲道的系數數據的符號和上述第2聲道的系數數據的符號中的某一方反轉，使上述第1聲道的系數數據的符號與上述第2聲道的系數數據的符號成為相同的符號的符號反轉步驟；求上述符號成為相同符號的第1聲道的系數數據和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據的聲道共有化步驟；求上述第1聲道的系數數據和上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1及第2聲道的系數數據中的哪一個的聲道共有/非共有判斷步驟；根據上述聲道共有/非共有判斷裝置的判斷結果選擇從上述聲道共有化裝置輸入的上述共有聲道數據或從上述系數數據作成裝置輸入的上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個并將上述選擇的共有聲音道數據或第1和第2聲道的系數數據作為輸出數據而輸出的開關步驟；輸入從上述開關裝置輸出的上述輸出數據，將上述輸入的輸出數據分割到各頻帶包含1個或多個上述輸入的輸出數據的多個頻帶中，同時將上述分割的輸出數據按上述頻帶進行浮點變換，對于包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據，變換為共同的1個頻帶共同指數部數據和個數與包含在上述各頻帶中的上述分割的輸出數據的數相等的尾數部數據的浮點變換步驟。
20.如權利要求19所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述聲道共有/非共有判斷步驟按上述頻帶求上述第1聲道的系數數據與上述第2聲道的系數數據的相關度，根據上述求出的相關度判斷選擇上述共有聲道數據和上述第1和第2聲道的系數數據中的哪一個。
21.如權利要求19所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述數字數據是數字聲音數據，上述第1和第2系數數據作成步驟分別將上述第1和第2聲道的數字數據按塊進行改進的離散余弦變換，作成上述第1和第2聲道的系數數據。
22.如權利要求19所述的數字數據編碼方法，其特征在于上述浮點變換步驟分割上述共有聲道數據，以使頻率越大的頻帶包含的上述共有聲道數據越多。
全文摘要
本發明將第1和第2聲道的數字數據按塊分別變換為頻率軸上的數據，作成每一頻率的第1和第2聲道的系數數據。按頻率檢測第1聲道的系數數據的符號與第2聲道的系數數據的符號是否一致，當兩者不一致時，就使第1聲道的系數數據的符號和第2聲道的系數數據的符號中的某一方的符號發生反轉。求這樣使符號成為相同符號的第1和第2聲道的系數數據的平均值，作成共有聲道數據。共有聲道數據分割到各頻帶包含1個或多個共有聲道數據的多個頻帶。
文檔編號H04B1/66GK1148292SQ96111248
公開日1997年4月23日 申請日期1996年8月30日 優先權日1995年8月31日
發明者知念徹 申請人:新日本制鐵株式會社