專利名稱：使用萊斯編碼器/解碼器進行數(shù)據(jù)壓縮/擴展的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)壓縮設備，用于數(shù)據(jù)壓縮由數(shù)字音頻信號得到的數(shù)字信息信號，該數(shù)字信息信號包括P位取樣，這里P為大于1的一個整數(shù)，該設備包括-用于接收該數(shù)字信息信號的裝置，-無損壓縮裝置，用于對該數(shù)字信息信號進行基本上無損的壓縮步驟，以便得到數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，該無損壓縮裝置包括一個霍夫曼型的編碼器，-輸出裝置，用于提供數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，涉及一個數(shù)據(jù)擴展設備，用于數(shù)據(jù)擴展由數(shù)字音頻信號得到的數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，該設備包括-輸入裝置，用于接收該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，-無損擴展裝置，用于對數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號進行基本上無損的數(shù)據(jù)擴展步驟，以便得到該數(shù)字信息信號的復制品，該無損擴展裝置包括一個霍夫曼型解碼器，-輸出裝置，用于提供該數(shù)字信息信號的復制品，涉及包括該數(shù)據(jù)壓縮設備的一個發(fā)射器，包括該數(shù)據(jù)擴展設備的一個接收器，以及用于數(shù)據(jù)壓縮所說數(shù)字信息信號的一種方法。
霍夫編碼器和解碼器在本技術領域中為人們所熟悉。這里可參考D.A.霍夫曼在公開刊物Proc.Of the IRE,Vol.40(10),Sept.1952,中發(fā)表的文章，’A method for the construction of minimun-redundancy codes’，在相關文件中目錄中的該文件D1可在本說明書的后面找到。
對于DVD(數(shù)字通用磁盤)，在寫入時稱為DVD音頻的只作音頻應用的DVD將在下面討論。如果就頻道數(shù)，取樣頻率，每次取樣的位數(shù)以及播放時間而論，根據(jù)音頻共用性必須適應所有的愿望，則甚至高容量的DVD也是不夠的。
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)壓縮設備和一種數(shù)據(jù)擴展設備，它們非常適合用于數(shù)據(jù)壓縮和擴展數(shù)字音頻信號。
按照本發(fā)明的這種數(shù)據(jù)壓縮設備的特征在于霍夫曼型編碼器是一個萊斯編碼器，這是可由一個代碼參數(shù)m加以區(qū)別的，該萊斯編碼器包括發(fā)生器裝置，用于按以下公式從該數(shù)字信息信號的N次取樣產(chǎn)生所說代碼參數(shù)。A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>這里A和B為常數(shù)，而x[n]為該N個取樣的第n次取樣，其中N為大于0的一個整數(shù)。此外，一種數(shù)據(jù)擴展設備，用于對從一個數(shù)據(jù)音頻信號得到的數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號進行數(shù)據(jù)擴展，該設備包括-輸入裝置，用于接收該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，-無損擴展裝置，用于對該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號進行基本無損的數(shù)據(jù)擴展步驟，以便得到該數(shù)字信息信號的復制品，該無損擴展裝置包括一個霍夫曼型的解碼器。-輸出裝置，用于提供該數(shù)字信息信號的復制品，其特征在于該霍夫曼型解碼器是一個萊斯解碼器，該萊斯解碼器可由一個代碼參數(shù)m加以區(qū)別，該萊斯解碼器包括發(fā)生器裝置，用于按照以下公式從該數(shù)字信息信號的復制品的N次取樣產(chǎn)生所說代碼參數(shù)A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>這里A和B為常數(shù)，而x[n]為該N次取樣的第n次取樣，其中N為大于0的一個整數(shù)。本發(fā)明乃基于以下認識。
大量的不同的格式已經(jīng)被推薦給音頻DVD，所有專利范圍滿足由消費者，顧意的提供者，設備的制造者等設置的要求，大多數(shù)建議提高目前的CD參數(shù)更多的取樣率，增加分瓣率，以及更多的通道。對于所有建議的DVD音頻格式的共同的限制在于目前CD音頻至少約75分的播放時間以及對于高質量音頻不可能接受有損失的壓縮的事實。其他正式提出的要求在于為既適應具有兩通道立體聲再生設備的人們，又適應具有5通道再生設備的人們，應既可用兩通道信號，又可用多通道信號。因此，通常在一個演播室中缺少大量通道情況下產(chǎn)生這樣兩個混合，該立體聲信號并無必需要是多通道信號的下行混合(down-mix)。因此，為拯求2能道混合免于5通道混合，轉換并不是一種選擇。這樣要求總共2+5=7個分開的通道。
為在一個DVD上儲存這些信號，當許可足夠的播放時間時，則需要降低比特率。
無損編碼能夠提供該需要的比特率的降低，并無論如何也不損害聲音的質量。一個重要的要求規(guī)定在于在DVD上應當可能具有編輯能力(editability)。這意味著該無損解碼器應當有能力在予先規(guī)定的網(wǎng)格上的任何位置處起動解碼，即無需解碼前面的數(shù)據(jù)。最后該解碼器應當簡單，因為它將出現(xiàn)在每個DVD唱盤中。
將提供能實現(xiàn)例如對DVD聲頻所要求的壓縮比的一種無損聲頻編碼方案。
無損編碼是降低數(shù)據(jù)所要求的儲存容量的一種技術，例如文本文件和計算機程序數(shù)據(jù)這樣的數(shù)據(jù)。經(jīng)解碼，該被壓縮的數(shù)據(jù)能理想地再現(xiàn)。已知的文本和數(shù)據(jù)壓縮程序以及例如“Lempel Ziv”,“pkzip”,“壓縮(compress)”和“集合(pack)”技術當應用于PCM音頻信號上時將導致相對劣等的壓縮比。
一個PCM音頻信號的特定特性在于音頻能表示成PCM(多位)取樣的一個序列，它使得更為有效地處理該PCM取樣而不是單獨的位或字節(jié)。在連續(xù)的PCM取樣之間存在著相關性。在增強的無損音頻編碼算法中它們的研究導至一個更高的壓縮比。
通常，一個無損聲頻編碼器借助預測和熵編碼能分成兩個基本的‘源模擬’操作。
將源模擬加到音頻信號從而得到適用于在一個熵編碼器中進行編碼的音頻信號的殘留。該殘留信號為通過熵編碼壓縮的數(shù)據(jù)。這導致在該頻道上傳輸?shù)目勺兟饰涣?。該位流還包括源模擬參數(shù)和其他方面信息。
在該解碼器中，原始輸入信號由熵解碼和源綜合重現(xiàn)。
該編碼器的任務是使數(shù)據(jù)壓縮最佳化，以實現(xiàn)一個最大的數(shù)據(jù)壓縮比。在該解碼器側的詢問(challenge)為使復雜性降低到最小。
在本發(fā)明的一個實施例中，短期(偽)信號的平穩(wěn)性在該數(shù)據(jù)壓縮步驟中通過分析并處理在幀中的信號進行研究。偽平穩(wěn)性的周期約25ms。在幀中處理一個信號的優(yōu)點在于這些幀能看作提供編碼能力的隔離的字塊。實際上，一個音頻信號的靜態(tài)特性是變化的，由此最佳的幀長度也變化。但是，為容易掌握，選擇幀長度固定不變。
作為例子，對相應23ms的44.1KHZ取樣頻率該幀長度可設置在1024次取樣。這在編輯能力和性能之間明顯是良好的平衡。對于較短幀長度而言，壓縮性能下降。而對于更長的幀長度，編輯能力成為不實際的事情。
在另一實施例中，不使用幀，然而一個取樣的數(shù)據(jù)壓縮由欲進行數(shù)據(jù)壓縮的信息信號的N次在先取樣確定。
應用如內(nèi)部通道預測那樣的線性預測編碼為的是消除音頻信號連續(xù)取樣間的線性相關性。對于一般的線性預測方案，殘留信號x[n]通過從該音頻信號扣除其預測部分而建立起來。音頻信號目前取樣的預測乃是基于該音頻信號的在先取樣。
最后，可變長度編碼消除了信號x[n]的冗余。再者，在整個處理中無信息損失。存在可用于熵編碼的數(shù)字方法。按本發(fā)明，使用霍夫曼式的編碼器，以簡化解碼器。
萊斯代碼似乎像霍夫曼代碼的期望子集，這是由于它們都能僅由一個參數(shù)m加以區(qū)別。參考相關文件目錄的文件D2，以對萊斯代碼進行說明。該萊斯代碼本質上是用于拉普拉斯概率密度函數(shù)(PDF)的霍夫曼代碼。(x)=1σ2exp-2|x|σ]]>對于實際的殘留信號x[n]，它顯示出良好的近似。該拉普拉斯PDF僅由一個參數(shù)σ與p[x]相配對。
從殘留信號x[n]的取樣字得到的萊斯代碼字由四部分組成。第一部分為包括取樣符號的一個單獨位。第二部分由該取樣的絕對值的m個最低有效位(LSBs)組成。第三部分為取樣的一元表示，沒有mLSBs。最后部分為用于一元記數(shù)法的單獨位定義符。
在首先提及的實施例中，使用以下公式對于N次取樣的每一幀而言m值是最佳的A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>這里A和B是常數(shù)，而x[n]是N次取樣的第n次取樣，這里N是大于0的一個整數(shù)。
最好，A=1和B=1以及m=LM，這里M=A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>符號‘L’表示把M值化整到最接近的較低的整數(shù)。
對一個萊斯代碼字解碼是簡單的并要求不多的計算。符號位和m個LSBs是直接可利用的。殘留部分可通過簡單地計數(shù)先于定義位的零值位重新構成。
本發(fā)明的這些和其他方面進一步參照描述在下列


中的實施例的解釋將顯而易見，其中圖1表示數(shù)據(jù)壓縮設備的實施例，圖2表示以其幅度為函數(shù)的信號的取樣的出現(xiàn)概率，用于一個寬帶數(shù)字音頻信號以及用于在預測并從其預測模型扣除該音頻信號之后從所說寬帶數(shù)字音頻信號得到的殘留信號。
圖3表示包括在一個記錄設備中的圖1的該數(shù)據(jù)壓縮設備，用于在記錄載體上記錄數(shù)據(jù)壓縮的信息信號，圖4表示包括在一個發(fā)射設備中的該數(shù)據(jù)壓縮設備，用于通過傳輸媒體發(fā)射該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號。
圖5表示另一個記錄設備實施例，進而備有一個誤差校正編碼器和一個通道編碼器，圖6表示該數(shù)據(jù)擴展設備的一個實施例，用于將數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號重新轉換成原始信息信號的復制品，圖7表示包括在一個再生設備中的圖6的該數(shù)據(jù)擴展設備，用于從一記錄載體再生數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，以及圖8表示包括在一個接收設備中的圖6的該數(shù)據(jù)擴展設備，用于從一傳輸媒體接收該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，以及圖9表示另一個再生設備的實施例，進而備有一個通道解碼器和誤差校正單元。
圖1表示按本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮設備的實施例。該設備具有一個輸入端1，用于接收例如在44。1KHZ取樣的數(shù)字音頻信號的P位取樣。該設備包括一個預測單元2，在技術上為人們所熟悉，具有一個連接到輸入端1的輸入端4，還具有一個輸出端6。預測單元2的輸出端6連接到信號組合單元10的一個輸入端8，其第二輸入端12連接到輸入端1，該單元10還具有一個輸出端14。輸出端14連接到數(shù)據(jù)壓縮單元18的輸入端16。該數(shù)據(jù)壓縮單元18的輸出端20連接到本設備的一個輸出端22。
用預測單元2產(chǎn)生加到其輸入端4的數(shù)字音頻信號的預測模式并將其加到輸出端6。所用的信號組合單元10以相減方式組合加到其輸入端12的音頻信號和加到其輸入端8的音頻信號的預測模式，以得到饋送到輸出端14的殘留輸出信號。在組合單元10輸出端14上出現(xiàn)的輸出信號代表加到輸入端12的數(shù)字音頻信號和加到輸入端8的該音頻信號的預測模式之間的誤差。當加到組合單元10的數(shù)字音頻信號和該數(shù)字音頻信號的預測模式兩者的取樣的極性相同時，組合單元10將呈現(xiàn)相減器單元狀態(tài)。然而，如果在將它們在該組合單元10中組合之前數(shù)字音頻信號和該數(shù)字音頻信號的預測模式之一的取樣的極性相對該兩信號之另一個信號相反，則該組合單元將呈現(xiàn)相加器單元狀態(tài)。
通?？烧J為預測單元2和組合單元10將導至數(shù)字音頻信號幅度分布方差減小。作為例子，圖2中的曲線25表示加到輸入端1的數(shù)字音頻信號的幅度分布，而曲線27表示在16端出現(xiàn)的殘留信號的幅度分布。
具有按曲線27幅度分布的信號可很有效地用霍夫曼型的數(shù)據(jù)壓縮單元18進行編碼。更特別地，能用呈萊斯編碼器的壓縮單元18實現(xiàn)更有效的編碼。萊斯編碼器18包括一個數(shù)據(jù)壓縮器28和一個用于確定參數(shù)m的發(fā)生器單元30，m被加到數(shù)據(jù)壓縮器28，以便能對加到輸入端16的信號進行編碼。
萊斯編碼器18的功能如下。參數(shù)m是代表在加到輸入端16的信息信號的N次取樣中最高有效‘1’位的中間位置的一個值。假定，m值等于3，而加到輸入端16的信息信號的一個16位取樣在該萊斯編碼器中進行編碼。在該數(shù)據(jù)壓縮器28中編碼所說16位取樣乃是通過取用該16位取樣的(m=)3個最低有效位實現(xiàn)的。對應剩余13位字的十進位值等于附加到該m個最低有效位的‘零’，由一個‘1’位和一個符號位跟隨，符號位表示該取樣的極性。
舉一例子假定該16位取樣具有十進位制值19。該取樣等于’0000…010011’，用m=3位011是由取樣檢索。剩余的13位字等于’0000…010’對應十進位值2。結果附加兩個‘零’，由一個‘1’位跟隨。此外在得到該位序列前，附加一個‘符號’位。最終的數(shù)據(jù)壓縮的取樣等于‘？011001’，這里符號？表示符號位。結果16位取樣被壓縮成7位字。
為數(shù)據(jù)擴展該數(shù)據(jù)壓縮的取樣，要求知道值m，因此值m也應當傳送。
無論如何應指出，并不總是需要傳送值m，即在那些情況中，m是由在取樣壓縮前從N次取樣中導出。稍后根據(jù)說明書這個問題將顯而易見。
以下將描述導出參數(shù)m的值。發(fā)生器單元30接收加到輸入端16的μ次取樣，并用以下公式導出值mA.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>這里A和B為常數(shù)，而x[n]為該N次取樣的第n次取樣，N為大于1的一個整數(shù)。
更特別地，m=Lm，這里M=A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>而符號‘L’表示把M值化整到最接近的較低的整數(shù)值。將明白的是，在另一實施例中，它可能具有把M化整到最接近的較高的整數(shù)值。但這可能意味著一個較低的數(shù)據(jù)壓縮比在該壓縮器28中實現(xiàn)。
在一種選擇中，用于對一個取樣編碼(數(shù)據(jù)壓縮)的值m可以在該取樣轉換之前由N次取樣導出。在這種選擇中，編碼第一個N次取樣要求專門的處理。作為一個例子，在N假定等于10的場合，為對該第一次取樣編碼，m可以選擇一個預定值，例如等于P，或P/2。為對第二次取樣編碼，m可以使用上述公式考慮N=1得到，從而使用第一次取樣值。為對第三次取樣編碼，m可以使用上述公式考慮N=2得到，從而使用第一次和第二次取樣值，等等，直到對第十一次取樣編碼可以使用上述公式考慮N=10得到，從而使用在先的十次取樣值。
在該種選擇中，當討論這樣的萊斯解碼器時，如在下面將弄清楚的那樣，無需將m值傳送到相應的萊斯解碼器。
在第二種選擇中，如以上給出的每一個公式那樣發(fā)生器單元30用于產(chǎn)生代碼參數(shù)m，用于該數(shù)字信息信號的N次取樣的連續(xù)的幀。壓縮器28按照對該幀導出的m值對N次取樣的一個幀進行編碼。在該種選擇中，要求將用于每個幀的m值與在該幀中的數(shù)據(jù)壓縮的取樣一起傳送到相應的萊斯解碼器，使得能對該數(shù)據(jù)壓縮的信息信號編碼，以得到原始信息信號的復制品。
在一個最佳實施例中，A和B都選擇等于1。
和現(xiàn)有技術的萊斯編碼器相比，按上述方式描述的對信息信號的編碼提供了一種更簡單的導出參數(shù)m的方法，以及比現(xiàn)有技術的那些萊斯編碼器性能更好的編碼器。
圖3表示包括在一個記錄設備中的圖1的數(shù)據(jù)壓縮設備。該記錄設備還包括一個寫入單元35，用于將數(shù)據(jù)壓縮的信息信號寫入記錄載體32上的磁道中。在本例中，該記錄載體32是一個磁記錄載體，所以該寫入單位35包括至少一個磁頭34，用于將數(shù)據(jù)壓縮的信息信號寫入該記錄載體32。該記錄載體也可以是一個光記錄載體，例如CD盤或DVD盤。
圖4表示發(fā)射器的一個實施例，用于通過傳輸媒體TRM發(fā)射音頻信號，發(fā)射器包括如圖1中所示的該數(shù)據(jù)壓縮設備。該發(fā)射器還包括一個發(fā)射單元40，用于將該數(shù)據(jù)壓縮的信息信號加到傳輸媒體TRM，發(fā)射單元40包括一個天線42。
通過例如射頻鏈或記錄載體這樣的傳輸媒體的傳輸通常要求在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮的信息信號上執(zhí)行誤差校正編碼和通道編碼。圖5表示用于圖3記錄裝置在殘留信號上執(zhí)行的這種信號處理步驟。因此圖5記錄裝置包括一個誤差校正編碼器50以及一個通道編碼器52，它們在技術上為人們所熟悉。
圖6表示按本發(fā)明的數(shù)據(jù)擴展設備的實施例。設備具有一輸入端55，用于接收數(shù)據(jù)壓縮的信息信號的數(shù)據(jù)壓縮的字。該輸入端55連接到霍夫曼型的數(shù)據(jù)擴展單元58的輸入端。更特別地，該擴展單元58是萊斯解碼器式的。萊斯編碼器58包括一個數(shù)據(jù)擴展器60以及用于確定參數(shù)m的發(fā)生器單元62，參數(shù)m加到數(shù)據(jù)擴展器60，以使能將加到輸入端55的信號解碼。萊斯解碼器58在其輸出端64上提供信息信號的復制品，輸出端64連接到信號組合單元68的第一輸入端66。信號組合單元68的輸出端連接到一個在技術上為人們所熟悉的預測單元57。其輸出端連接到輸出端69，還連接到組合單元68的第二輸入端67。組合單元68和預測單元57的功能在技術上為人們所熟悉，意旨響應加到輸入端66的信息信號，該信息信號是在圖1設備的組合單元10的輸出端14上呈現(xiàn)的殘留信號的復制品，在輸出端69上得到原始音頻信號的復制品。
以下說明萊斯解碼器58的功能。發(fā)生器單元62和圖1萊斯編碼器中的發(fā)生器單元30相同，按照圖1中發(fā)生器單元30相同的方式導出參數(shù)m，用于對數(shù)據(jù)壓縮的信息信號中的取樣進行解碼，該取樣來自在先被解碼的信息信號的N次取樣。
以下在加到輸入端55的數(shù)據(jù)壓縮的輸入信號的數(shù)據(jù)壓縮的取樣的數(shù)據(jù)擴展器60中實現(xiàn)數(shù)據(jù)擴展，如以上給出的例子中那樣。以得到16位音頻取樣。將使用上面得到的數(shù)據(jù)壓縮的字’？011001’，這里m=3。數(shù)據(jù)擴展器60檢索跟隨符號位’？’的數(shù)據(jù)壓縮的字的頭三位’011’，該三位是再轉變16位取樣的三個最低有效位。在剩余字’001’中的兩個‘零’位表示該音頻取樣的剩余的13位字，在提取該三個最低有效位之后，它的十進位值為2，導至一個13位字’0000…10’再轉變的16位音頻取樣由此等于’0000…10011’，這里‘？’位表示該取樣的極性。
當起動數(shù)據(jù)擴展時，不可能從在先再轉變的音頻取樣導出m值。所以，為了從數(shù)據(jù)擴展器60得到第一個再轉變?nèi)?，m選取等于一個預定值，例如等于P，或P/2。為解碼(再轉變/數(shù)據(jù)擴展)第二次取樣，m可以使用考慮N=1的上述公式得到，由此使用第一次的再轉變?nèi)又?。為解碼第三次取樣，m可使用考慮N=2的上式公式，如此使用第一和第二次的再轉變?nèi)又担鹊?，直到解碼第11次取樣，可使用考慮N=10的上式公式，由此使用在先的十個再轉變的取樣值。
在上述的對數(shù)據(jù)壓縮設備的第二個選擇中，數(shù)據(jù)擴展設備使用從傳輸媒體接收的一個m值對數(shù)據(jù)壓縮的取樣的字塊解碼。
圖7表示包括在一再生設備中的圖6的數(shù)據(jù)擴展設備。該再生設備還包括一個讀出單元70，用于從記錄載體32上的磁道讀出數(shù)據(jù)壓縮的信息信號。在本例中，記錄載體32是一種磁記錄載體，由此該讀出單元70。包括至少一個磁頭72，用于從記錄載體32讀出該數(shù)據(jù)壓縮的信息信號。然而記錄載體也可以是一個光記錄載體，例如一個CD盤或一個DVD盤。
圖8表示接收器的一個實施例，用于通過一種傳輸媒體TRM接收音頻信號，包括如圖6中所示的數(shù)據(jù)擴展設備。該接收機還包括接收單元75，用于從傳輸媒體TRM接收數(shù)據(jù)壓縮的信號。該接收單元75包括一個天線77。
如以上所說明的那樣，通過例如無線電頻率鏈路或一種記錄載體的傳輸媒體的傳送通常要求對傳送的數(shù)據(jù)壓縮信息執(zhí)行的誤差校正編碼和能道編碼，使得相應的通道解碼和誤差校正可根據(jù)接收進行。圖9表示對接收信號執(zhí)行的通道解碼和誤差校正的信號處理步驟，該接收信號由用于圖7的再生裝置的讀出裝置70接收。因此圖9的再生裝置包括在技術上為人們所熟悉的一個通道解碼器80和一個誤差校正單元82，由此得到原始音頻信號的復制品。
雖然本發(fā)明已參照其最佳實施例進行了描述，但應理解，這些并非是限制性的例子。因此可以進行各種改進，這對本專業(yè)技術人員而言是顯見的，并不脫離本發(fā)明的范圍，如權利要求所限定的那樣。
此外，本發(fā)明取決于每個和每一個新特征或特征的組合。
相關文件(D1)’A method for the construction of minimum-redundancycodes’,by D.A.Huffman in Proc.of the IRE,Vol.40(10),Septeber1952．(D2)’Adaptive variable-length coding for efficientcompression of spacecraft television data’,by R.F.Rice et alin IEEE Trans on CT,Vol 16(9),pp.889-897,1971．
權利要求
1．一種數(shù)據(jù)壓縮設備，用于數(shù)據(jù)壓縮從數(shù)字音頻信號得到的數(shù)字信息信號，該數(shù)字信息信號包括P-位取樣，P為大于1的一個整數(shù)，該設備包括-用于接收數(shù)字信息信號的裝置，-無損壓縮裝置，用于對數(shù)字信息信號執(zhí)行基本無損壓縮步驟，以便得到數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，該無損壓縮裝置包括一個霍夫曼型編碼器，-輸出裝置，用于提供該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，其特征在于該霍夫曼型編碼器是一個萊斯編碼器，它由一個代碼參數(shù)m加以區(qū)別，該萊斯編碼器包括發(fā)生器裝置，用于按下列公式根據(jù)該數(shù)字信息信號的N次取樣產(chǎn)生所說代碼參數(shù)A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>這里A和B為常數(shù)，而x[n]為N次取樣的第n次取樣，這里N是大于0的一個整數(shù)。
2．如權利要求1的設備，其中發(fā)生器裝置用于產(chǎn)生所說代碼參數(shù)，用于該數(shù)字信息信號N次取樣的連續(xù)幀，該發(fā)生器裝置還用來產(chǎn)生該代碼參數(shù)，用于按所說公式的一幀，這里x[n]為在所說幀中的第n次取樣，而N是大于1。
3．如權利要求1或2的設備，其中m=Lm，這里M=A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>而符號‘I’表示把M值化整到最接近的較低的整數(shù)。
4．如權利要求1,2或3的設備，其中A=1和B=1。
5．如以上任一權利要求的設備，還包括具有用于接收數(shù)字音頻信號的一個輸入端的預測裝置以及信號組合裝置，該預測裝置用于接收數(shù)字音頻信號并產(chǎn)生為該數(shù)字音頻信號的預測模式的輸出信號，該信號組合裝置以相減方式用于組合該音頻信號和該音頻信號的預測模式，以得到所說數(shù)字信息信號，并將該數(shù)字信息信號加到所說終端裝置。
6．用于通過一種傳輸媒體傳輸數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號的發(fā)射器，其中該發(fā)射器包括任一以上權利要求所要求的數(shù)據(jù)壓縮設備，該發(fā)射器還包括將數(shù)據(jù)壓縮數(shù)字信息信號加到傳輸媒體的裝置。
7．如權利要求6的發(fā)射器，其中該發(fā)射器還包括誤差較正編碼裝置和/或通道編碼裝置，用于在該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號加到傳輸媒體前誤差校正編碼和/或通道編碼該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號。
8．如權利要求6或7的發(fā)射器，呈一個記錄設備的狀態(tài)，用于將數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號記錄在一種記錄載體的磁道中，包括寫入裝置，用于將該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號寫入到該記錄載體上。
9．一種數(shù)據(jù)擴展設備，用于數(shù)據(jù)擴展從數(shù)字音頻信號得到的數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，該設備包括-輸出裝置，用于接收該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，-無損擴展裝置，用于對該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號執(zhí)行基本無損的數(shù)據(jù)擴展步驟，以便得到數(shù)字信息信號的復制品，該無損擴展裝置包括一個霍夫曼型解碼組，-輸出裝置，用于提供該數(shù)字信息信號的復制品，其特征在于該霍夫曼型解碼器是一個萊斯解碼器，它由一個代碼參數(shù)m加以區(qū)別，該萊斯解碼器包括發(fā)生器裝置，用于按下列公式根據(jù)該數(shù)字信息信號的復制品的N次取樣產(chǎn)生所說代碼參數(shù)A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>其中A和B為常數(shù)，而x[n]為N次取樣的第n次取樣，這里N是大于0的一個整數(shù)。
10．如權利要求9的設備，其中m=Lm，這里M=A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>而符號‘I’表示把M值化整到最接近的較低的整數(shù)值。
11．如權利要求9或10的設備，其中A=1和B=1。
12．用于從一種傳輸媒體接收數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號的接收器，其中，該接收器包括如權利要求9,10或11中要求的數(shù)據(jù)擴展設備，該接收器還包括用于檢索來自傳輸媒體的數(shù)據(jù)壓縮數(shù)字信息信號的裝置。
13．如權利要求12的接收器，其中該接收器還包括通道解碼裝置和/或誤差校正裝置，用于在數(shù)據(jù)擴展該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號前通道解碼和/或誤差校正該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號。
14．如權利要求12或13的接收器，呈一個再生設備裝態(tài)，用于從一種記錄載體上的磁道中再生數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，包括讀出裝置，用于從該記錄載體讀出該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號。
15．一種用于數(shù)據(jù)壓縮從數(shù)字音頻信號得到的數(shù)字信息信號的方法，該數(shù)字信息信號包括P-位取樣，這里P為大于1的一個整數(shù)，該方法包括以下步驟-接收該數(shù)字信息信號，-執(zhí)行對該數(shù)字信息信號基本無損壓縮步驟，以便得到一個數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，該無損壓縮裝置包括一個霍夫曼型編碼步驟，一提供數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號，其特征在于霍夫曼型編碼步驟是使用一個萊斯編碼器的編碼步驟，萊斯編碼器由一代碼參數(shù)m加以區(qū)別，萊斯編碼步驟包括按下式根據(jù)數(shù)字信息信號的N次取樣產(chǎn)生所說代碼參數(shù)的子步驟A.log2{(BN)·Σn=1N|x[n]|}]]>這里A和B為常數(shù)，而x[n]為N次取樣的第n次取樣，N為大于0的一個整數(shù)。
全文摘要
公開的一種數(shù)據(jù)壓縮設備用于數(shù)據(jù)壓縮由數(shù)字音頻信號得到的數(shù)字信息信號。該數(shù)字信息信號包括P－位取樣,這里P為大于1的一個整數(shù)。該設備包括一個輸入端(16),用于接收該數(shù)字信息信號,一無損壓縮單元(18),用于對該數(shù)字信息信號進行基本上無損的壓縮步驟,以便得到一個數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號。該無損壓縮單元(18)包括一個萊斯編碼器,它可由一個代碼參數(shù)m來區(qū)別。此外,一輸出端(22)可用于提供該數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字信息信號。該萊斯編碼器包括一個發(fā)生器單元(30),用于按照公式(Ⅰ)根據(jù)該數(shù)字信息信號的N次取樣產(chǎn)生所說代碼參數(shù)m,這里A和B為常數(shù),而x[n]為該N個取樣的第n次取樣,這里N為大于0的整數(shù)。最好,A=1和B=1,而m=M,這里(Ⅱ)和符號‘L’表示把M值化整到最接近的較低的整數(shù)值。
文檔編號H03M7/42GK1208513SQ97191655
公開日1999年2月17日 申請日期1997年11月10日 優(yōu)先權日1996年11月11日
發(fā)明者A·A·M·L·布呂克爾斯 申請人:菲利浦電子有限公司