音频信号的记录、重放方法技术

本发明专利技术公开一种对音频信号进行预测编码时改善压缩率的装置。加法电路１ａ计算出立体声２声道信号Ｌ、Ｒ的和信号（Ｌ＋Ｒ），减法电路１ｂ计算出差信号（Ｌ－Ｒ）。由差分运算电路１１Ｄ１、１１Ｄ２计算出本次与上次的差分Δ（Ｌ＋Ｒ）、Δ（Ｌ－Ｒ），由于预测编码电路（１５Ｄ１、１５Ｄ２、１６Ｄ１、１６Ｄ２）计算出差分Δ（Ｌ＋Ｒ）、Δ（Ｌ－Ｒ）的多个预测值，计算出多个预测值与差分Δ（Ｌ＋Ｒ）、Δ（Ｌ－Ｒ）的各预测残差，选择最小的预测残差。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对音频信号进行预测编码、压缩的音频编码装置、光记录介质、音频解码装置及音频传输方法。作为对音频信号进行预测编码的方法，本专利技术者在以前的申请(特愿平9-289159号)的方案中提出了一种方法，该方法对单声道的原数字音频信号，通过特性不同的多个预测器计算出在时间域中从过去信号到现在信号的多个线性预测值，从原数字音频信号及该多个线性预测值计算出每个预测器的预测残差，选择该多个预测残差最小值。但是，在上述方法中，当原数字音频信号在取样频率＝96kHz、量化位数＝20位时，可以得到某种程度的压缩效率，可是在近年来的DVD音频盘中使用2倍的取样频率(＝192kHz)，另外量化位数也有使用24位的倾向，所以需要改善压缩率。本专利技术的目的在于提供一种在对音频信号进行预测编码时可以改善压缩率的音频编码装置、光记录装置、音频解码装置及音频传输方法。本专利技术为了达到上述目的，对两个系统的音频信号的和信号和差信号的各差分进行了预测编码。即，根据本专利技术所提供的音频编码装置中包括加法装置，计算第一和第二两个系统的音频信号的和信号；减法装置，计算上述第一和第二两个系统的音频信号的差信号；第一差分计算装置，计算上述和信号的差分；第二差分计算装置，计算上述差信号的差分；第一预测编码装置，计算上述和信号的差分的多个预测值，计算该多个预测值和上述和信号的差分的各预测残差，选择该多个预测残差的最小值；第二预测编码装置，计算上述差信号的差分的多个预测值，计算该多个预测值与上述差信号的差分的各预测残差，选择该多个预测残差的最小值。本专利技术还提供一种光记录介质，对权利要求1所述的音频编码装置中所选择的预测残差最小值进行格式化并进行记录。本专利技术还提供一种音频解码装置，其特征在于从权利要求1所述的音频编码装置中所选择的预测残差最小值计算出预测值，从该预测值复原上述第一和第二两个系统的音频信号。本专利技术还提供一种音频传输方法，其特征在于对权利要求1所述的音频编码装置中所选择的预测残差最小值，通过通信线路进行传输。本专利技术的优点及特征将通过结合附图对本专利技术的实施例的描述而得到进一步说明，在这些附图中图1是表示本专利技术所涉及的音频编码装置及音频解码装置的第1图2是详细表示图1的编码器的方框图。图3是表示图2的多路转换器进行多重化的1帧的格式说明图。图4是表示DVD包的格式说明图。图5是表示DVD的音频包的格式说明图。图6是详细表示图1的解码的方框图。图7是详细表示第2实施例的编码器的方框图。图8是详细表示第2实施例的解码器的方框图。图9是详细表示第3实施例的编码器的方框图。图10是详细表示第3实施例的解码器的方框图。图11是表示音频传输方法的流程图。图12是表示音频传输方法的流程图。下面参照附图说明本专利技术的实施例。图1是表示本专利技术所涉及的音频编码装置及音频解码装置的第一实施例的方框图。图2是详细表示图1的编码器的方框图，图3是表示由图2的多路转换器进行多重化的1帧的格式说明图，图4是表示DVD包的格式说明图，图5是表示DVD音频包的格式说明图，图6是详细表示图1的解码器的方框图。图1中表示的声道相关电路A中具有加法电路1a和减法电路1b。加法电路1a算出各声道(以下用ch表示)的例如取样频率＝192kHz、量化位数＝24位的立体声2ch信号L、R的和信号(L+R)，输出给和ch用的1ch无损失编码器2D1，减法电路1b算出差信号(L-R)，输出给差ch用的1ch无损失编码2D2。如图2详细所述，编码器2D1、2D2分别将和信号(L+R)、差信号(L-R)的差分Δ(L+R)、Δ(L-R)进行预测编码，经过记录介质及通信媒体传输。而且，在解码端如图6详细所示，解码器3D1、3D2分别将各ch的预测编码的数据解码为和信号(L+R)、差信号(L-R)，接着声道相关电路B将该和信号(L+R)、差信号(L-R)复原为立体声2ch信号L、R。参照附图2对编码器2D1、2D2进行详细说明。和信号(L+R)、差信号(L-R)按每1帧来存放在1帧缓冲器10中。然后1帧的各取样值(L+R)、(L-R)分别加到差分运算电路11D1、11D2中，算出这次和上次的差分Δ(L+R)、Δ(L-R)，即差分PCM(DPCM)数据。各帧的头部取样值(L+R)、(L-R)加到多路转换器19中。通过差分运算电路11D1算出的差分Δ(L+R)加到预测系数不同的多个预测器12a-1-12a-n和减法器13a-1-13a-n上。而且，预测器12a-1-12a-n分别根据各预测系数算出差分Δ(L+R)的各预测值，减法器13a-1-13a-n分别算出该预测值和差分Δ(L+R)的各预测残差。缓冲器·选择器16D1暂时存储该多个预测残差，在每个由选择信号发生器17指定的子帧中选择最小的预测残差，输出到包装电路18。该子帧具有帧的数十分之一左右的取样长度，例如1帧为80子帧。预测器12a-1-12a-n和减法器13a-1-13a-n构成和信号ch的预测电路15D1，而该预测电路15D1和缓冲器·选择器16D1构成和信号ch的预测编码电路。同样，通过差分运算电路11D2算出的差分Δ(L-R)加到预测系数不同的多个预测器12b-1-12b-n和减法器13b-1-13b-n中。而且，预测器12b-1-12b-n根据各预测系数分别算出差分Δ(L-R)的各预测值，由减法器13b-1-13b-n分别算出各预测值与差分Δ(L-R)的各预测残差。缓冲器·选择器16D2暂时储存该多个预测残差，在每个由选择信号发生器17指定的子帧中选择最小的预测残差，输出到包装电路18中。预测器12b-1-12b-n和减法器13b-1-13b-n构成差信号ch的预测电路15D2，而该预测电路15D2和缓冲器·选择器16D2构成了差信号ch的预测编码电路。选择信号发生器17将预测残差的位数标志(5位)加到包装电路18和多路转换器19，另外将表示预测残差最小的预测器的预测器选择标志(该数n为2-9个，3位)加到多路转换器19中。包装电路18将由缓冲器·选择器16D1、16D2所选择的2ch的预测误差按照由选择信号发生器17指定的位数标志以指定位数进行包装。接着，多路转换器19如图3所示，对1个帧的量多重化为●帧头(40位)；●和信号ch(L+R)的1帧的头部取样值(25位)；●差信号ch(L-R)的1帧的头部取样值(25位)；●和信号ch(L+R)的每个子帧的预测器选择标志(3位×80)；●差信号ch(L-R)的每个子帧的预测器选择标志(3位×80)；●和信号ch(L+R)的每个子帧的位数标志(5位×80)；●差信号ch(L-R)的每个子帧的位数标志(5位×80)；●和信号ch(L+R)的预测残差数据串(可变位数)；●差信号ch(L-R)的预测残差数据串(可变位数)。作为可变速率位流输出。根据这样预测编码，原信号例如取样频率＝192kHZ、量化位数＝24位，2声道时可以实现59％的压缩率。当将该可变速率位流数据记录在DVD音频盘中时，被包装在图4所示的压缩PCM的音频(A)包中。该包中除了2034字节的用户数据(A分组、V分组)之外，还加有4字节的包起始信息、6字节的SCR(System Clock Reference系统时钟基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种记录重放音频信号的音频记录重放方法，该方法包括下述步骤： 声道转换步骤，对同一抽样频率的数字数据化的第１和第２系统的音频信号进行矩阵运算，并将其转换为彼此相关的声道； 无损失编码步骤，包括：（ａ）线性预测编码步骤，对通过所述声道转换步骤所转换的２个相关声道信号进行线性预测编码时，按规定时间的帧单位获得头部取样值，同时按把所述帧分频后的子帧单位选择线性预测方法，进行线性预测编码；（ｂ）格式化步骤，容纳预测编码数据并将其格式化为可变速率位流，该预测编码数据包含具有包头及其后续用户数据的ＤＶＤ包的格式的、并通过专用头和所述线性预测编码步骤在该用户数据中选择的头部取样值和预测残差和线性预测方法；（ｃ）输出步骤，输出所述可变速率位流的数据， 记录步骤，接收由所述无损失编码步骤输出的可变速率位流的数据，并将其记录到记录媒体中。 无损失解码步骤，包括：（ｄ）抽取步骤，输入所述可变速率位流数据，并抽取各个相关声道的预测编码数据；（ｅ）算出步骤，根据由所述抽取步骤抽取的各个声道的预测编码数据，算出各个相关声道的信号预测值；（ｆ）第１还原步骤，从由所述算出步骤算出的预测值还原各个相关声道信号， 第２还原步骤，对由所述无损失解码步骤还原的２个相关声道信号进行矩阵运算，并还原所述第１和第２系统的音频信号。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渕上德彦，植野昭治，田中美昭，
申请(专利权)人：日本胜利株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]