專利名稱：信息編碼方法和裝置，信息譯碼方法和裝置及記錄載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息編碼方法和裝置及一種信息譯碼方法和裝置，用于對多通道音響系統(tǒng)中采用的多通道信號編碼和譯碼，所述多通道音響系統(tǒng)例如一動畫片投影系統(tǒng)、錄象機(jī)或一視盤放映機(jī)。本發(fā)明還涉及一種記錄載體，在其上記錄有由所述信息編碼方法和裝置產(chǎn)生的信息信號。
動畫膠片上記錄有多通道的聲音或講話信號，其中可以包括五個通道的數(shù)字聲音信號，即左通道(L)，中通道(C)，左通道(R)，環(huán)繞左通道(SL)和環(huán)繞右通道(SR)。
由于有關(guān)的通道信號是直接記錄在記錄載體上或在一通信線路上傳送，則需要大容量的記錄載體或傳輸線，這些信號通常采用高效率的編碼方法編碼后再記錄或傳輸。
目前已有在許多聲音或講話信號的有效編碼系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，眾所周知的轉(zhuǎn)換代碼法是將時域聲音信號分隔成單位時間段，采用正交變換將這些分段的時域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，然后再分解成多個頻率波段，以便從一個波段到另一個波段編碼。
在公知的子波段編碼或無分段頻率波段(nonblocking)分裂系統(tǒng)中，時域聲音信號不必將時域聲音信號分隔成單位時間段即可分解為多個編碼用頻率波段。
還存在一種高效編碼系統(tǒng)，它包含了波段編碼和轉(zhuǎn)換編碼的組合，其中時域信號分解成多個頻段，各波段的信號通過正交變換轉(zhuǎn)換成頻域信號，然后從一個波段到另一個波段進(jìn)行編碼。
借助于上述記錄或傳輸用編碼系統(tǒng)的對多個信號進(jìn)行編碼的裝置或?qū)⑦@些編碼信號解碼以便重放接收的裝置一般具有與通道數(shù)量相同的編碼和譯碼電路數(shù)。在上述動畫片的情況下，需要適用于五個通道的編碼和譯碼電路。
圖1表示一編碼裝置的結(jié)構(gòu)(編碼器)，用于對上述五個通道L，SL，C，SR和R的數(shù)字聲音信號逐信道單獨(dú)編碼。
參見圖1，左通道(L)的數(shù)字聲音信號和環(huán)繞左通道(SL)的數(shù)字聲音信號分別進(jìn)入輸入端子511和512。以同樣方式，中心通道(C)、環(huán)繞右通道(SR)和右通道(R)的信號分別送入輸入端子513、514和515。
這些通道的數(shù)字聲音信號分別經(jīng)過輸入端子511-515傳送到與各有關(guān)通道相關(guān)的編碼電路521-525。經(jīng)這些編碼電路521-525編碼后的信號送到一代碼串發(fā)生電路53。
代碼串發(fā)生電路53根據(jù)一預(yù)定的格式將多個通道的已編碼信號排列成代碼串，以便傳輸式記錄到記錄載體上。
圖2代表一譯碼裝置(譯碼器)的結(jié)構(gòu)，用于將記錄的或傳輸?shù)亩嗤ǖ谰幋a信號解碼。
參見圖2，由一記錄載體再現(xiàn)的或經(jīng)一傳輸通路傳輸?shù)木幋a信號代碼串經(jīng)過一輸入端子61送入代碼串分解電路62。這個分解電路62將收到的代碼串信號分解為各相關(guān)通道的具有預(yù)定格式的編碼信號。這些有關(guān)通道的編碼信號送入有關(guān)通道所提供的譯碼電路6311-635中。左通道的編碼信號由譯碼電路631解碼，環(huán)繞左通道的編碼信號由譯碼電路632解碼，同樣地，中心通道的、環(huán)繞右通道的和右通道的編碼信號分別由譯碼電路633，634和635解碼。
由這些譯碼電路631-635譯碼后的各通道L，SL，C，SR，R的數(shù)字聲音信號從各有關(guān)的輸出端子641-645輸出。
為了將各通道的編碼信號譯碼和再現(xiàn)代碼串信號，需要配備數(shù)量等于通道數(shù)的重放設(shè)備，例如揚(yáng)聲器和放大器。在前面的舉例中，則需要具有五個通道的再現(xiàn)裝置。
如果使用一種簡化結(jié)構(gòu)的再現(xiàn)裝置，也就是通過數(shù)量少于原有信號通道數(shù)量的通道數(shù)，例如兩個通道來再現(xiàn)各信號。
在這種情況下，要求將由上述5個通道的譯碼器解碼的各通道放音信號混合為兩個通道。這可以通過等式(1)和(2)的迭加而實(shí)現(xiàn)Lm＝L+a*c+b*SL(1)Rm＝R+a*c+b*SR(2)這里L(fēng)m，Rm，L，R，C，SL和SR分別代表混合后的左通道，混合后的右通道和原有的左、右、中間通道以及環(huán)繞左、右通道。a和b表示混合因子。
在這種情況下，五通道的譯碼電路用作譯碼器，這樣足以僅僅再現(xiàn)兩個通道。但是由于這種譯碼器的規(guī)格仍是上述五通道式譯碼器，因此很難實(shí)現(xiàn)這種譯碼器。
為了易于再現(xiàn)兩個通道的信號，可設(shè)想傳輸在用于傳輸?shù)膬蓚€通道上的由預(yù)混合信號得到的信號，而不是在用于傳輸?shù)倪@兩個通道上的原有的信號，并且由該譯碼器只對這兩個通道的信號解碼。對預(yù)設(shè)通道的信號預(yù)混合的方法稱為預(yù)混法。
例如，編碼器產(chǎn)生由公式(3)-(7)表示的有關(guān)通道的信號Lm＝L+a*+c+b*SL(3)Rm＝R+A*c+b*SR(4)C(5)SL(6)SR (7)
這具有用于兩個通道的譯碼電路的一個譯碼器就足夠了，這兩個通道是混合左通道(Lm)和混合右通道(Rm)，因此使譯碼器易于形成。
另一方面，為了再現(xiàn)左通道(L)和右通道(R)的信號，這些沒有單獨(dú)傳輸?shù)耐ǖ佬盘枒?yīng)從混合左、右通道信號中減去，也就是說，要單獨(dú)傳輸?shù)男盘栃鑿幕旌贤ǖ佬盘栔袦p掉。這種運(yùn)算稱為反矩陣變換運(yùn)算(dematrixing operation)。
例如，要從公式(3)-(7)中產(chǎn)生左通道(L)和右通道(R)的信號，則需執(zhí)行公式(8)和(9)的運(yùn)算L＝Lm-a*c-b*SL(8)R＝Rm-a*c-b*SR(9)圖3表示對預(yù)混合通道信號編碼的編碼器結(jié)構(gòu)。在圖3中，凡與圖1中具有相同功能的組件均標(biāo)以同樣的符號。
參見圖3，一加法電路721連接在圖1所示的左通道用編碼電路521之前，其另一端連接到輸入端子511上，從輸入端子512輸入的環(huán)繞左通道信號通過乘法電路712乘以因子b得到一信號和從輸入端子513輸入的中間通道信號乘以因子a得到又一信號，這些信號由加法電路721混合形成混合左通道Lm的信號。這些混合左通道信號Lm送到編碼電路521中生成編碼信號，然后輸出到代碼串發(fā)生電路53。
另外，一加法電路722接到圖1所示的右通道用編碼電路525的前面，其另一端連接到輸入端子515上，從輸入端子513輸入的環(huán)繞右通道信號通過乘法電路711乘以因子b得到一信號和從輸入端子514輸入的中間通道信號通過乘法電路713乘以因子a得到一信號。這些信號由加法電路722混合形成混合右通道Rm。所形成的混合右通道Rm經(jīng)過編碼電路525形成編碼信號后送入代碼串發(fā)生電路53。
環(huán)繞左通道、中間通道和環(huán)繞右通道的信號分別輸入端子512-514，然后由有關(guān)的編碼電路522-524進(jìn)行編碼，接著送入代碼串發(fā)生電路53。
代碼串發(fā)生電路53根據(jù)由編碼電路521-525編碼的信號產(chǎn)生具有預(yù)定格式的代碼串，并在端子54上輸出這個代碼串信號。
圖4表示只對兩個混合通道的信號譯碼和再現(xiàn)的譯碼器電路裝置，這兩個混合通道指左和右混合通道，它們包含由圖3的預(yù)混合得到的通道的代碼串信號。在圖4中，與圖2中具有相同功能的元件采用同樣的符號。
在圖4中，取自輸入端子61的代碼串信號只有混合左通道和混合右通道信號，它們傳送到各自的譯碼電路631和632。由譯碼電路631解碼的信號從端子641輸出，作為混合左通道Lm的信號，同時由譯碼電路632解碼的信號從端子642輸出，作為混合右通道Rm的信號。
圖5表示一譯碼器的電路配置，用于將由預(yù)混合通道和反矩陣變換的代碼串信號構(gòu)成的代碼串信號譯碼變成非預(yù)混合狀態(tài)。圖5中與圖2相同的元件采用相同的符號。
參見圖5，由輸入端子61輸入的代碼串信號經(jīng)代碼串分解電路62分解成混合左通道、環(huán)繞左通道、中間通道、環(huán)繞右通道和混合右通道的編碼信號?；旌献笸ǖ赖木幋a信號由譯碼電路631解碼，同時環(huán)繞左通道的編碼信號由譯碼電路632解碼。以同樣方式，中間通道、右環(huán)繞通道和混合右通道的編碼信號分別由譯碼電路633，634和635解碼。環(huán)繞左、中間和環(huán)繞右通道的解碼信號分別在輸出端子642，643和644輸出。
一加法電路821接在譯碼電路631后面，用于混合左通道的解碼。加法電路821接收已由譯碼電路631譯碼的混合左通道的信號作為累加信號。這個加法電路也接收由譯碼電路632譯碼后的和由乘法電路812乘以因子b的環(huán)繞左通道信號作為減法信號，和接收由譯碼電路633譯碼后又由乘法電路811乘以因子a的中間通道信號作為又一減法信號。因此加法電路821產(chǎn)生一個從混合左通道信號減去環(huán)繞左通道信號和中間通道信號所得到的信號，作為左通道信號，這個信號從輸出端子641輸出。
另外，加法電路822接到用于混合右通道譯碼的譯碼電路635之后，這個加法電路832接收由譯碼電路635譯碼后的混合右通道信號作為累加信號。而且，該加法電路還接收由譯碼電路634譯碼后的并且由乘法電路813乘以因子b的環(huán)繞右通道信號作為減法信號以及接收由譯碼電路633譯碼后的并且由乘法電路811乘以因子a所得到的中間通道信號作為另一減法信號。因此加法電路822的產(chǎn)生一個從混合右通道減去環(huán)繞右通道信號和中間通道信號的信號，這就是右通道信號。這個信號從輸出端子645輸出。
上述系統(tǒng)代表采用MPEG2音響標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 13813-3)的技術(shù)，該標(biāo)準(zhǔn)是由動畫圖象代碼專家集團(tuán)(MPEG)根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的聲學(xué)方面的標(biāo)準(zhǔn)對于編碼存儲的動畫信息而制定的。
并且，在反矩陣變換時再現(xiàn)的信號與普通的信號相比噪音增大，這種噪音稱為混合噪聲。
假設(shè)等式(3)中的左通道L的信號電平明顯小于其它通道(a×C)或(b×SL)的信號電平。如果與其它通道相混合的該信號是根據(jù)高效編碼系統(tǒng)進(jìn)行編碼并且譯碼和反矩陣變換，其它通道的量化噪聲變得突出，因此由等式(8)計算得到的左通道信號與其它通道的量化噪聲相疊加后的信號作為輸出信號。
下面結(jié)合圖6所示的有關(guān)通道的波形圖說明噪音增大的實(shí)例。
圖6A表示從圖3的輸入端子511-515輸入的通道L、R、C、SL和SR的信號波形圖。圖6B表示由圖3的各通道經(jīng)過預(yù)混合并且又提供到編碼電路521-525的相應(yīng)于圖6A的各通道的信號波形圖。也就是說，圖6B中的Lm和Rm表示混合左通道和混合右通道的信號波形。而其余的三個通道的信號波形與圖6A中所示的相同通道的波形相同。圖6C表示將圖6B所示的各通道的信號傳輸?shù)綀D5的電路由譯碼電路631-635譯碼后并且以圖5所示方式所得到的各通道L、 R、C、SL和SR的信號波形圖，它們是由輸出端子641-645所輸出的信號波形實(shí)例。
將圖6A到圖6C所示的各通道的信號波形圖相比較可看出，圖6C的經(jīng)過譯碼和反矩陣變換的左通道L和右通道R的信號含有在圖6A中所示的相應(yīng)通道的編碼信號中所設(shè)有的成份。這個噪聲是在反矩陣變換時與其它通道的量化噪聲所疊加后所產(chǎn)生的混合噪聲。
人們已經(jīng)知道，這種混合噪聲的情況，尤其是明顯發(fā)生在具有較小的信號電平的通道的信號上。
為了克服這種缺陷，人們采用選擇性開關(guān)具有小信號電平的通道，讓這些通道獨(dú)立編碼。
目前還存有一種電視和無線電同時聯(lián)播的系統(tǒng)，其中通道數(shù)增多，該系統(tǒng)包括所有獨(dú)立通道的編碼信號和混事通道的信號。
圖7表示這種聯(lián)播系統(tǒng)的編碼器示意圖。圖7中凡與圖1和3所示的相同功能原件采用同樣的標(biāo)號。
參見圖7，左通道信號經(jīng)輸入端子511傳送到編碼電路522和加法電路721。由編碼電路522編碼后的信號送入代碼串發(fā)生電路53。
另外，加法電路721從輸入端子511接收左通道信號。該加法電路721還接收一個從輸入端子512輸入的并由乘法電路712乘以因子b-所得到的環(huán)繞左通道信號，和接收一個由輸入端子513輸入后由乘法電路711乘以因子a-所獲得的中間通道的信號。這些信號由加法電路721混合在一起，形成混合左通道LM的信號，這些混合左通道信號經(jīng)編碼電路521編碼后，送到代碼串發(fā)生電路53。
從輸入端子515輸入的右通道信號傳送到編碼電路526和加法電路722。這些信號經(jīng)編碼電路522編碼后送到代碼串發(fā)生電路53。
另外，加法電路722從輸入端子515接收右通道信號。該加法電路722還接收由輸入端子514輸入的環(huán)繞右通道信號，經(jīng)乘法電路713乘以因子b-所得到的信號，和由輸入端子513輸入的中間通道信號經(jīng)乘法電路711乘以因子a-所得到的信號。這些信號在加法電路722中相加，形成混合右通道Rm的信號。這些混合右通道信號經(jīng)編碼電路527編碼后送入代碼串發(fā)生電路53。
環(huán)繞左通道信號和環(huán)繞右通道信號從端子512到514輸入后由相關(guān)的編碼電路523-525編碼，之后送到代碼串發(fā)生電路53。
代碼串發(fā)生電路53根據(jù)由上述編碼電路521-527編碼的信號產(chǎn)生具有預(yù)定格式的代碼串該代碼串在端54上輸出。
因此如圖7所示，混合左和混合右通道信號的編碼是與其它單獨(dú)的通道的信號一同進(jìn)行的。
用于對圖7中所示的編碼器的兩個混合通道信號譯碼的簡化譯碼器的結(jié)構(gòu)與圖4所示的譯碼器相同，因此，這里不再贅述。
對電視和無線電聯(lián)播系統(tǒng)的編碼信號進(jìn)行譯碼的譯碼器與圖3所示的譯碼器相同，因此這里不再贅述。也就是說，即使圖7電路所獲得的代碼串信號從輸入端子61饋入，混合左和混合右通道信號也不被解碼。
如果要混合的信號具有低信號電平，采用上述轉(zhuǎn)換單獨(dú)編碼通道的容量技術(shù)用于減小對混合通道信號反矩陣變換時所產(chǎn)生混合噪聲是有效的。但是，如果信號具有高電平，且與其他通道沒有交互作用，則該混合噪聲大到可聽見的程度。另外，為實(shí)施上述方法，檢測信號電平或轉(zhuǎn)換通道狀況的操作將復(fù)雜化，使電路規(guī)模增大，而指定所選通道的轉(zhuǎn)換控制信號必須能傳送到譯碼器。
如果為了降低在反矩轉(zhuǎn)換的混合通道信號時所產(chǎn)生的混合噪聲而增加通道數(shù)量和對單獨(dú)的通道及混合通道編碼，由于增加通道數(shù)量使信息位數(shù)縮短，將帶來音質(zhì)變劣的問題。為了不降低音質(zhì)，就需增加信息位數(shù)，所以上述方法對于具有有限的記錄信息容量的記錄載體而言是不合適的。
本發(fā)明的目的是提供一種信息編碼方法和裝置、一種信息譯碼方法和裝置和一種記錄載體，可以有效地降低在對混合通道信號反矩陣變換時所產(chǎn)生的混合噪聲。
采用本發(fā)明的信息編碼方法和裝置，將各單獨(dú)通道的獨(dú)立編碼的信號和各非單獨(dú)通道的沒獨(dú)立編碼的信號混合在一起產(chǎn)生混合通道信號，將它們編碼。接著將這些編碼信號譯碼，并且從譯碼的信號中產(chǎn)生各單獨(dú)通道的信號。在這些單獨(dú)通道產(chǎn)生的信號和非單獨(dú)通道的預(yù)混合信號之間的差別信號被編碼，然后從各單獨(dú)通道的編碼信號、混合通道的編碼信號和編碼的誤差信號產(chǎn)生代碼串信號。
采用本發(fā)明的信息譯碼方法和裝置，可通過對由信息編碼方法和裝置，所獲得的代碼串信息的解碼，分解出單獨(dú)通道的編碼信號，混合通道的編碼信號和編碼的誤差信號。非單獨(dú)通道的信號由單獨(dú)通道的譯碼信號和混合通道的譯碼信號中產(chǎn)生。所得到的非單獨(dú)通道的信號疊加到譯碼后的誤差信號上。
根據(jù)本發(fā)明的記錄載體，其上記錄有采用本發(fā)明的信息編碼方法和裝置所產(chǎn)生的代碼串信號。
根據(jù)本發(fā)明，除了提供非獨(dú)立通道信號和混合通道信號以外，還提供由混合通道的反矩陣變換信號中所發(fā)現(xiàn)的在非獨(dú)立通道的預(yù)混合信號和非獨(dú)立通道的信號之間的誤差信號組成的通道的信號。這些信號在編碼時經(jīng)編碼產(chǎn)生代碼串信號。在譯碼時將誤差信號疊加到由混合通道的反矩陣變換信號中所發(fā)現(xiàn)的非獨(dú)立通道的信號上，以避免由于噪聲混合使音質(zhì)變劣。由于誤差信號是從混合的通道信號的量化噪聲分量中獲得的，當(dāng)直接對獨(dú)立通道的信號編碼時，只需極少量的信息位數(shù)就能滿足編碼要求。
如果該誤差信號沒有在譯碼器側(cè)譯碼，而且該譯碼器與執(zhí)行反矩陣變換的傳統(tǒng)的譯碼器結(jié)構(gòu)相同，則與傳統(tǒng)譯碼器的可交換性可以保持。此外，這種公知方法可以與前述常規(guī)系統(tǒng)中的編碼通道的變換技術(shù)相結(jié)合使用。
因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)對包含混合通道的信號的多通道聲音或講話信號編碼時，即使具有前述簡化的譯碼器結(jié)構(gòu)，這些聲音或講話信號仍是能再現(xiàn)的，在混合通道信號反矩陣變換時所產(chǎn)生的噪聲作為誤差信號被包括在一代碼串信號中，該誤差信號是由混合通道信號反矩陣變換時在非獨(dú)立通道的預(yù)混合信號和非獨(dú)立通道的信號之間產(chǎn)生的，于是防止了通道數(shù)的增加，也防止了信息位數(shù)的增加。另外，可以避免在預(yù)混合和反矩陣變換時產(chǎn)生噪聲，其效率明顯高于常規(guī)的方法。
圖1是對于多通道信號直接編碼的傳統(tǒng)編碼器配置的電路方框圖。
圖2是對于多通道信號直接譯碼得到的代碼串信號譯碼的傳統(tǒng)譯碼器配置的電路方框圖。
圖3是采用預(yù)混合法的傳統(tǒng)編碼器的配置的電路方框圖。
圖4是從預(yù)混合代碼串信號僅再現(xiàn)2通道信號的簡化譯碼器的電路方框圖。
圖5是成為用于對預(yù)混合的代碼串信號反矩陣換算的傳統(tǒng)譯碼器的配置的電路方框圖。
圖6A-6C是信號波形圖，分別表示傳統(tǒng)的編碼器和分別用于預(yù)混合和反矩陣變換的傳統(tǒng)的譯碼器的各組件的信號波形。
圖7是作用于預(yù)混合通道和獨(dú)立通道的信號編碼的傳統(tǒng)編碼器的電路方框圖。
圖8是執(zhí)行本發(fā)明的信息編碼方法的信息編碼裝置的基本結(jié)構(gòu)的電路方框圖。
圖9是執(zhí)行本發(fā)明的信息譯碼方法的信息譯碼裝置的基本結(jié)構(gòu)的電路方框圖。
圖10是說明本發(fā)明的信息編碼裝置的配置的電路方框圖。
圖11是說明本發(fā)明的信息譯碼裝置的配置的電路方框圖。
圖12是說明本發(fā)明實(shí)施例效果的波形圖。
下面將參照


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
首先參見圖8，簡要介紹本發(fā)明的一編碼裝置(編碼器)的基本配置。
在圖8中，由多通道信號組成的信號輸入到輸入端子1上。這些輸入信號傳送到預(yù)混合器2和錯誤信號檢測器6。
預(yù)混合器2根據(jù)由端子1輸入的多通道信號產(chǎn)生混合通道信號，并將這些混合通道信號與其余的獨(dú)立偏碼信道信號傳送到偏碼器3。
編碼器3對包含由預(yù)混合器2提供的混合通道信號的多通道信號進(jìn)行編碼，將編碼后的信號傳送到多路轉(zhuǎn)換器(multiplexor)8和譯碼器4。
譯碼器4將包含由編碼器3提供的混合通道信號的多通道信號譯碼，然后將譯碼后的信號送到反矩陣變換裝置5。
反矩陣變換裝置5反矩陣變換包括由譯碼器4提供的混合通道信號的多通道譯碼信號，產(chǎn)生反矩陣變換的多通道信號。這些反矩陣變換的多通道信號送入錯誤信號檢測器6。
錯誤信號檢測順6從反矩陣變換裝置5提供的反矩陣變換的多通道信號和從輸入端子1提供的多通道信號中檢測出差別差別信號作為錯誤信號，并且將該信號作為通道錯誤信號輸出到錯誤信號編碼器7。
錯誤信號編碼器7對來自錯誤信號檢測器6的通道錯誤信號進(jìn)行編碼，并且將已編碼的通道錯誤信號輸出到多路轉(zhuǎn)換器8。
多路轉(zhuǎn)換器8將來自編碼器3的編碼信號和來自錯誤信號編碼器7的編碼信號加以混合，轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定格式的代碼串信號，并且在輸出端子9上輸出該代碼串信號。
參見圖9，簡要說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的譯碼方法的譯碼器的基本配置。
在圖9中，多通道代碼串信號輸入到端子11上，包括由圖8的編碼器編碼的和多路轉(zhuǎn)換的混合通道信號以及通道錯誤信號。
輸入到輸入端子1的代碼串信號提供給多路轉(zhuǎn)換解多路轉(zhuǎn)換裝置12(demultiplexor)。該裝置12對包含多路轉(zhuǎn)換的混合通道信號和通道錯誤信號的多通道代碼串信號進(jìn)行解多路傳輸處理，并將各通道的編碼信號送到譯碼器13。
譯碼器13對各通道的編碼信號進(jìn)行譯碼，在譯碼中所產(chǎn)生的通道錯誤信號送入糾錯裝置15，而包括混合通道信號的已譯碼的多通道信號則送入反矩陣變換裝置14。
反矩陣變換裝置14對包括已譯碼的混合通道信號的多通道信號進(jìn)行反矩陣變換，并將反矩陣變換的多通道信號送到糾錯裝置15。
糾錯裝置15根據(jù)由譯碼器13提供的通道錯誤信號校正反矩陣變換裝置14的經(jīng)過反矩陣變換的通道信號。已糾錯的多通道信號從輸出端子16輸出。
現(xiàn)在參考圖10和11說明圖8和圖9的基本結(jié)構(gòu)中的編碼器和譯碼器，它包括五個通道的信號，也就是上述的左通道，環(huán)繞左通道，中間通道，環(huán)繞右通道和右通道。
圖10表示五個通道的信號進(jìn)行編碼的編碼器電路圖。
在圖10中，左通道L的聲音信號提供給輸入端子211，同時環(huán)繞左通道SL、中間通道C、環(huán)繞右通道SR和右通道R的聲音信號分別提供到輸入端子212，213，214，215，這些輸入端子211-215相當(dāng)于圖8中的輸入端子21。
從輸入端子211輸入的左通道信號送到加法電路231和稍后將介紹的另一加法電路281，分別作為加法信號和減法信號，加法電路231還接收由輸入端子212輸入的環(huán)繞左通道信號經(jīng)過乘法電路222乘以因子b所得到的信號和接收由輸入端子213輸入的中間通道信號經(jīng)乘法電路221乘以因子a所獲得的信號。這些信號在加法電路231中混合，形成混合左通道信號Lm。
由輸入端子215輸入的右通道信號送到加法電路232和加法電路282，分別作為相加信號和相減信號。加法電路232還接收由輸入端子214輸入環(huán)繞右通道信號，經(jīng)乘法電路223乘以因子b所得到的信號和接收由輸入端子213輸入的中間通道信號經(jīng)乘法電路221乘以因子a所得到的信號。這些信號在加法電路232中混合，形成混合右通道信號Rm。
如此形成的混合左通道Lm的信號送到編碼電路241，混合右通道Rm的信號送到編碼電路245。環(huán)繞左通道，中間通道和環(huán)繞右通道的信號分別作為獨(dú)立的通道的獨(dú)立編碼信號送入相關(guān)的編碼電路232-244。這些編碼電路241-245對各信號編碼。因此，采用圖10的配置與圖8的預(yù)混合器2形成混合通道的信號的配置相一致，而且編碼電路241-245與圖8的編碼電路3相一致，此外，左和右通道信號構(gòu)成不能獨(dú)立編碼的單獨(dú)的通道的信號。
編碼電路241-245的編碼信號分別送到譯碼電路251-255和送到代碼串發(fā)生電路30。譯碼電路251-255相當(dāng)于圖8的譯碼電路4，代碼串發(fā)生電路30相當(dāng)于圖8的多路轉(zhuǎn)換器8。
由譯碼電路251-255譯碼的信號中的混合左通道信號送到加法電路271，作為加法信號。加法電路271還接收由譯碼電路252譯碼的環(huán)繞左通道信號經(jīng)乘法電路262乘以因子b所得到的信號(作為相減信號)和接收由譯碼電路253譯碼的中間通道信號經(jīng)乘法電路261乘以因子a所得到的信號(相減信號)。因此加法電路271相對于小于環(huán)繞左通道和中間通道信號的混合左通道信號的信號，也就是說，左通道信號包含了混合噪聲。這個含有混合噪聲的左通道信號送入加法電路281作為加法信號。
由譯碼電路251-255譯碼的信號中的混合右通道信號作為加法信號送到加法電路272，這個加法電路272還接收由譯碼電路254譯碼的環(huán)繞右通道信號經(jīng)乘法電路263乘以因子b所得到的信號(相減信號)，還接收由譯碼電路253譯碼的經(jīng)乘法電路251乘以因子a所得到的信號(相減信號)。因此，加法電路272形成一個小于環(huán)繞右通道和中間通道信號的混合右通道信號相應(yīng)的信號，這個右通道信號包含混合噪聲。含有混合噪聲的右通道信號送到加法電路282作為相加信號，這種產(chǎn)生包含混合噪聲的左通道信號和包含混合噪聲的右通道信號的配置與圖8所示的反矩陣變換裝置5相同。
另外，加法電路281和282與圖8中的錯誤信號檢測器6相一致。加法電路281根據(jù)包含混合噪聲的加法電路271的左通道信號和來自輸入端子211的預(yù)混合左通道信號確定這些信號之差，加法電路282根據(jù)包含混合噪聲的加法電路272的右通道信號和來自輸入端子215的預(yù)混合右通道信號確定這些信號之差。加法電路281和282的差別信號分別作為錯誤信號Le和Re送到相關(guān)的編碼電路291和292。
這些編碼電路291和292相當(dāng)于圖8中的錯誤信號編碼電路7，將編碼后的通道錯誤信號送到代碼串發(fā)生電路30。
與圖8的多路轉(zhuǎn)換器8相應(yīng)的代碼串發(fā)生電路30將各通道的信號，由編碼電路241-245編碼的信號和由編碼電路291和292編碼的通道錯誤信號建立為具有預(yù)定格式的利于傳輸或記錄在記錄載體上的代碼串，并通過端子31將代碼串信號輸出。
由端子31輸出的代碼串信號被記錄或經(jīng)傳輸或傳送。如果錄音的話，代碼串信號被送到一錄入裝置32。這個錄入裝置32包括糾錯碼附加電路和調(diào)制電路等，由糾錯碼附加電路或該調(diào)制電路記錄加工后的代碼串信號到一記錄載體上，這種記錄載體的代表是光盤33。如果這個記錄載體是一種只讀ROM盤，例如小型圓盤，則將其制造成一母盤，如果這個記錄載體是一種可多次寫入的RAM盤，則將代碼串直接記錄在該盤片上。
由編碼的多通道信號解碼的可只再現(xiàn)兩個預(yù)混合通道信號的簡化譯碼器的結(jié)構(gòu)與圖4所示的裝置相同，這里不再贅述。
圖9所示的本發(fā)明的譯碼器的結(jié)構(gòu)當(dāng)用于將編碼后的多通道信號反矩陣變換到非預(yù)混合狀態(tài)時，其配置如圖11所述。
在該圖中，從記錄載體上經(jīng)傳輸通路再現(xiàn)或傳送的代碼串信號通過一輸入端子41送到代碼串分解電路42，接著這些代碼串信號根據(jù)預(yù)定的格式分解成以基于通道的編碼信號。這個代碼串分離電路42相當(dāng)于圖8中的多路轉(zhuǎn)換還原裝置12。
由代碼串分解電路42分解的基于通道的編碼信號送到基于通道的譯碼電路431-437進(jìn)行譯碼。例如，包含上述混合噪聲的出自左通道的通道錯誤信號Le的編碼信號由譯碼電路431解碼，同時來自左通道的編碼信號送入譯碼電路432解碼。同樣地，環(huán)繞左通道、中間通道、環(huán)繞右通道、右通道的編碼信號和包含混合噪聲的右通道所產(chǎn)生通道錯誤信號Re的編碼信號分別由譯碼電路433-437進(jìn)行解碼。這些譯碼電路431-437相當(dāng)于圖8所示的譯碼裝置13。
由譯碼電路431-437譯碼的信號，由譯碼電路432輸出的混合左通道信號作為相加信號送到加法電路451。加法電路451還接收由譯碼電路433譯碼的環(huán)繞左通道信號又經(jīng)乘法電路442乘以因子b而得到的信號(相減信號)，和接收由譯碼電路434譯碼的中間通道信號又經(jīng)乘法電路441乘以因子a得到的信號(作為相減信號)。因此加法電路451相應(yīng)于小于環(huán)繞左通道和中間通道信號的混合左通道信號形成一信號，這個左通道信號包含混合噪聲。于是含有混合噪聲的左通道信號作為相加信號送至加法電路461。
由譯碼電路431-437譯碼的信號，由譯碼電路436譯碼的混合右通道信號作為相加信號送到加法電路452。這個加法電路452還接收由譯碼電路435譯碼的環(huán)繞右通道信號又經(jīng)乘法電路443乘以因子b得到的信號(相減信號)，和接收由譯碼電路434譯碼的中間通道信號又經(jīng)乘法電路441乘以因子a得到的信號，作為減法信號，因此加法電路452相應(yīng)小于環(huán)繞右通道和中間通道信號的混合右通道信號形成一信號，這個右通道信號包含混合噪聲。于是含有混合噪聲的右通道信號作為相加信號送至加法電路462。
形成含有混合噪聲的右通道信號的配置與含有混合噪聲的左通道信號的配置相同，它們相當(dāng)于圖8所示的反矩陣變換裝置14。
加法電路461以加法電路451提供的作為相加信號的含有混合噪聲的左通道信號和由譯碼電路431作為相減信號提供的含有混合錯誤信號的來自左通道的通道錯誤信號進(jìn)行加法運(yùn)算，以便校正含有混合噪聲的左通道信號中的錯誤。加法電路461的輸出信號是已糾錯后的左通道信號，供給輸出端子471。
加法電路462以加法電路452提供的作為相加信號的含有混合噪聲的右通道信號和由譯碼電路437作為相減信號提供的含有混合錯誤信號的來自右通道的通道錯誤信號進(jìn)行加法運(yùn)算，以便校正含有混合噪聲的右通道信號中的錯誤。加法電路462的輸出信號是已糾錯后的右通道信號，供給輸出端子475。
加法電路461和462相當(dāng)于圖8中所示的糾錯電路15。
由譯碼電路431-437譯碼的信號，由圖10的編碼器為各通道單獨(dú)編碼的信號的譯碼信號，如中間通道、環(huán)繞左通道和環(huán)繞右通道的譯碼信號分別輸出到有關(guān)的輸出端子472-474上。
從上可看出，現(xiàn)有技術(shù)的裝置簡單地對各通道信號編碼，這些編碼的信號中的一部分在本發(fā)明的譯碼器內(nèi)被譯碼，其中差別信號即通道錯誤信號是由預(yù)設(shè)的程序運(yùn)算得出的。這種部分譯碼稱為局部譯碼。采用局部譯碼得到的信號產(chǎn)生通道錯誤信號。該譯碼器對通道錯誤信號和含有混合噪聲的通道信號執(zhí)行程序運(yùn)算，終歸形成各有關(guān)通道的信號。
圖12表示在圖11和12所示的結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的波形圖，以顯示本發(fā)明的實(shí)施例的良好效果。
圖12A表示圖10中由端子211-215輸入的各通道L，R，C，SL和SR的信號波形圖。圖12A所示的信號波形與圖6A中所示的用于與圖6比較的信號波形相同。圖12B表示對圖10的結(jié)構(gòu)所得的圖12A的各通道信號進(jìn)行預(yù)混合所獲得的信號波形，并且將所獲得的預(yù)混合后的信號送到編碼電路241-245，以及由加法電路281和282輸出的通道錯誤信號的信號波形。也就是說，圖12B中的Lm和Rm分別表示混合左通道和混合右通道的信號波形，而其余的三個通道C，SL和SR波形與圖12A中完全相同。在圖12B中，Le和Re分別代表由加法電路281和282輸出的通道錯誤信號。在圖12B中所示各通道的信號相應(yīng)于在記錄載體上和在傳輸線路上的信號。圖12C表示傳送圖12B中各通道信號到圖11中所示的電路中所得到的各通道L，R，C，SL和SR的信號波形，這些信號是經(jīng)譯碼電路431-437譯碼，并且由圖11中所示的反矩陣變換電路和糾錯電路處理這些與各通道相關(guān)的已譯碼的信號，最后由輸出端子471-475輸出的信號波形。
將圖12C與圖6C的信號波形圖比較可明顯看出，采用本發(fā)明的上述實(shí)施例已減小了左通道和右通道的混合噪聲。
前面的敘述只是以五個通道為例對多通道系統(tǒng)加以說明，然而本發(fā)明并不局限于特定數(shù)量的通道。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于七通道系統(tǒng)，除了上述的五個通道之外，左中間通道位于左和中間通道之間，右中間通道位于右通道和中間通道之間。本發(fā)明還可應(yīng)用于更大數(shù)量的多通道系統(tǒng)或更少數(shù)量的通道系統(tǒng)，例如三或四個通道。
此外，采用本發(fā)明的編碼方法或裝置形成的信號可錄入到各種各樣的記錄載體上，例如膠片，磁帶式記錄載體或半導(dǎo)體存儲器件上，以及上述的光盤上。而且，采用本發(fā)明的編碼方法或裝置得到的信號可通過電話網(wǎng)傳輸，也可通過無線電廣播傳輸線傳播。
權(quán)利要求
1.一種多通道信號編碼的信息編碼方法，包括通道混合步驟，將單獨(dú)編碼的獨(dú)立通道的信號和非獨(dú)立通道的沒有單獨(dú)編碼的信號混合，產(chǎn)生混合通道的信號；通道信號編碼步驟，將混合通道的信號和獨(dú)立通道的信號進(jìn)行編碼；通道信號譯碼步驟，對已編碼的混合通道信號和獨(dú)立通道信號進(jìn)行譯碼；通道信號發(fā)生步驟，根據(jù)已譯碼的混合通道信號和已譯碼的獨(dú)立通道產(chǎn)生非獨(dú)立通道信號；通道信號發(fā)生步驟，根據(jù)已譯碼的混合通道信號和已譯碼的非獨(dú)立通道信號產(chǎn)生非獨(dú)立通道信號；差別信號發(fā)生步驟，產(chǎn)生在由通道信號發(fā)生步驟產(chǎn)生的非獨(dú)立通道的信號和在混合前的非獨(dú)立通道的信號之間的差別信號；并對所述差別信號編碼；以及代碼串生成步驟，根據(jù)獨(dú)立通道的編碼信號，混合通道的編碼信號和差別信號的編碼信號生成一代碼串信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息編碼方法，其中，在通道混合步中，將非獨(dú)立通道的信號與獨(dú)立通道的信號的乘積所得到的信號相疊加，得到混合通道的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號編碼方法，其中，在通道信號發(fā)生步中，將譯碼的獨(dú)立通道的信號乘以一個預(yù)定的因子所得到的信號從混合通道的譯碼信號中減去，得到非獨(dú)立通道的信號。
4.一種多通道編碼信號的信息編碼裝置，包括通道混合電路，將單獨(dú)編碼的獨(dú)立通道的信號和非獨(dú)立通道的沒有單獨(dú)編碼的信號混合，產(chǎn)生混合通道信號；通道信號編碼電路，用于混合通道信號和獨(dú)立通道信號的編碼；通道信號譯碼電路，用于對混合通道和獨(dú)立通道的已編碼信號譯碼；通道信號發(fā)生器，根據(jù)混合通道的譯碼信號和獨(dú)立通道的譯碼信號產(chǎn)生非獨(dú)立通道的信號；通道信號發(fā)生器，根據(jù)混合通道的譯碼信號和該非獨(dú)立通道的譯碼信號產(chǎn)生非獨(dú)立通道的信號；差別信號發(fā)生器，產(chǎn)生在由通道信號發(fā)生步驟中產(chǎn)生的非獨(dú)立通道的信號和混合之前的非獨(dú)立通道的信號之間的差別信號；差別信號編碼器，為所述差別信號編碼；代碼串發(fā)生器，根據(jù)獨(dú)立通道的編碼信號，混合通道和差別信號的編碼信號生成一代碼串信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信息編碼裝置，在其中的通道混合步中，非獨(dú)立通道的信號與獨(dú)立通道信號的乘積所得信號疊加共同產(chǎn)生混合通道信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信息編碼裝置，在其中的通道信號發(fā)生步驟中，將譯碼的獨(dú)立通道的信號乘以一預(yù)定因子所得到的信號從混合通道的譯碼信號中減去，得到非獨(dú)立通道的信號。
7.一種多通道信號信息譯碼方法，用于對多通道編碼信號所產(chǎn)生的編碼代碼串信號進(jìn)行譯碼，包括分解步驟，從所述代碼串信號分解出獨(dú)立通道的單獨(dú)編碼的信號和由非獨(dú)立通道沒有獨(dú)立編碼的和獨(dú)立通道信號的混合信號中得到的混合通道編碼信號，以及代表在混合之前的獨(dú)立通道信號和從獨(dú)立通道的編碼信號和混合通道的編碼信號中產(chǎn)生的非獨(dú)立通道的信號之間之差的編碼的差別信號；信號譯碼步驟，對獨(dú)立通道、混合通道的編碼信號和差別信號的編碼信號進(jìn)行譯碼；通道信號發(fā)生步驟，根據(jù)獨(dú)立通道和混合通道的譯碼信號產(chǎn)生非獨(dú)立通道的信號；以及累加步驟，將在通道信號發(fā)生步中生成的該非獨(dú)立通道信號與譯碼的識別信號疊加。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的信息譯碼方法，在通道信號發(fā)生步中，將獨(dú)立通道的譯碼信號乘以一預(yù)定因子后得到的信號從獨(dú)立通道的譯碼信號中減去，產(chǎn)生獨(dú)立通道的信號。
9.一種信息譯碼裝置，用于對多通道編碼信號產(chǎn)生的編碼代碼串信號進(jìn)行譯碼，包括分解電路，用于從所述代碼串信號分解出獨(dú)立通道的單獨(dú)編碼的信號和由非獨(dú)立通道沒有獨(dú)立編碼的和獨(dú)立通道信號的混合信號中得到的混合通道編碼信號，以及代表在混合之前的獨(dú)立通道信號和從獨(dú)立通道的編碼信號和混合通道的編碼信號中產(chǎn)生的非獨(dú)立通道的信號之間之差的偏碼的差別信號；信號譯碼器，用于對獨(dú)立通道、混合通道的編碼信號和差別信號的編碼信號進(jìn)行譯碼；通道信號發(fā)生器，用于根據(jù)獨(dú)立通道和混合通道的譯碼信號產(chǎn)生非獨(dú)立通道的信號；以及加法電路，用于將在通道信號發(fā)生步驟如產(chǎn)生的該非獨(dú)立通道信號與譯碼的差別信號相加。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信息譯碼裝置，在通道信號發(fā)生器中，將獨(dú)立通道的譯碼信號乘以一預(yù)定因子后得到的信號從獨(dú)立通道的譯碼信號中減去，產(chǎn)生獨(dú)立通道的信號。
11.一種記錄載體，其上記錄有多通道的編碼信號，其改進(jìn)在于記錄的編碼信號是代碼串信號，包括獨(dú)立通道的獨(dú)立編碼的信號；由非獨(dú)立通道的未單獨(dú)編碼的編碼信號和獨(dú)立通道的信號混合得到的混合通道信號；和代表在混合之前的獨(dú)立通道信號和由獨(dú)立通道及混合通道的編碼信號所得到的非獨(dú)立通道的信號之間的誤差的差別信號編碼信號。
全文摘要
一種信息編碼和譯碼裝置和信息編碼和譯碼方法，能通過預(yù)混合和反矩陣變換有效地減小混合噪聲。當(dāng)對含有混合通道的信號的多通道聲音或講話信號編碼時，采用簡化的譯碼器也能再現(xiàn)上述聲音或講話信號，將對混合通道的信號反矩陣變換時產(chǎn)生的噪聲包含在代碼串信號中，作為在反矩陣變換混合通道信號時所得到的非獨(dú)立通道信號和非獨(dú)立通道的預(yù)混合信號之間的誤差信號。不增加信息位數(shù)而可增加通道數(shù)量。
文檔編號G11B20/10GK1126907SQ9511869
公開日1996年7月17日 申請日期1995年10月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月3日
發(fā)明者及川芳明 申請人:索尼公司