專利名稱：廣播編碼的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于把聽不見的代碼添加到音頻信號(hào)上隨后檢索該代碼的系統(tǒng)和方法。為了識(shí)別廣播節(jié)目，例如可在觀眾測量應(yīng)用中使用這種代碼。
背景技術(shù)：
給一信號(hào)添加輔助代碼有許多配置，這些配置采用所加代碼不受人注意的方式。例如，在電視廣播中眾所周知，通過把這些輔助代碼插入視頻的垂直消隱間隔或水平回掃間隔中，從而把這些輔助代碼隱藏在視頻的看不見的部分。把代碼隱藏在視頻的看不見的部分中的一個(gè)示例系統(tǒng)叫做“AMOL”，在4,025,851號(hào)美國專利中對其進(jìn)行了描述。本申請的受讓人使用該系統(tǒng)來監(jiān)測電視節(jié)目的廣播以及這些廣播的次數(shù)。
其它公知的視頻編碼系統(tǒng)致力于把輔助代碼隱藏在電視信號(hào)中攜帶較少信號(hào)能量的電視信號(hào)發(fā)射帶寬的部分中。Dougherty在5,629,739號(hào)美國專利中揭示了這種系統(tǒng)的一個(gè)例子，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
其它方法和系統(tǒng)把輔助代碼加到音頻信號(hào)上，以識(shí)別這些信號(hào)，并可能通過信號(hào)分布系統(tǒng)跟蹤這些信號(hào)的進(jìn)程。這些配置的明顯優(yōu)點(diǎn)在于，不僅可適用于電視，而且還可適用于無線電廣播和預(yù)先記錄的音樂。此外，可在揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)中再現(xiàn)加到音頻信號(hào)的輔助代碼。相應(yīng)地，這些配置提供了以麥克風(fēng)作為輸入的設(shè)備非侵入地截取代碼并進(jìn)行解碼的可能性。尤其是，這些配置提供了利用參加者(panelist)所攜帶的便攜式計(jì)量設(shè)備來測量廣播觀眾的方案。
在為了廣播觀眾測量而對音頻信號(hào)進(jìn)行編碼的領(lǐng)域中，Crosby在3,845,391號(hào)美國專利中揭示了一種音頻編碼方案，其中把代碼插入從中刪除原始音頻信號(hào)的窄頻率“槽”中。該槽是在固定的預(yù)定頻率(例如，40Hz)處形成的。此方案導(dǎo)致在包含該代碼的原始音頻信號(hào)的強(qiáng)度低時(shí)可聽見該代碼。
Crosby的專利后進(jìn)行了一系列的改進(jìn)。繼而，Howard在4,703,476號(hào)美國專利中描述了把兩個(gè)隔開的槽頻率用于代碼信號(hào)的標(biāo)記(mark)和空間部分。尤其是，Kramer在4,931,871號(hào)美國專利以及4,945,412號(hào)美國專利中描述了使用一代碼信號(hào)，該代碼信號(hào)的幅度跟蹤加有該代碼的音頻信號(hào)的幅度。
廣播觀眾測量系統(tǒng)也是公知的，其中參加者有希望攜帶可拾取和存儲(chǔ)音頻信號(hào)中聽不見的代碼廣播的帶麥克風(fēng)的音頻監(jiān)測裝置。例如，Aijalla等人在WO 94/11989和5,579,124號(hào)美國專利中描述了一種配置，其中使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)把一代碼添加到音頻信號(hào)上，從而該代碼既感覺不到，也只能作為低電平的“靜電”噪聲而聽到。此外，Jensen等人在5,450,490號(hào)美國專利中描述了一種在一組固定的頻率處添加一代碼并使用兩個(gè)屏蔽信號(hào)之一的配置，其中屏蔽信號(hào)的選擇是根據(jù)對加有該代碼的音頻信號(hào)的頻率分析而進(jìn)行的。Jensen等人未揭示代碼頻率隨塊而改變的編碼配置。Jensen等人所插入的代碼的強(qiáng)度是一測量值的預(yù)定部分(例如，從峰值強(qiáng)度向下30dB)，而不包括相對的最大值或最小值。
此外，Preuss等人在5,319,735號(hào)美國專利中揭示了一種多頻帶音頻編碼配置，其中把一擴(kuò)展頻譜代碼插入所記錄的音樂中，該代碼與輸入信號(hào)強(qiáng)度(最好為19dB)成固定比例(代碼-音樂比)。Lee等人在5,687,191號(hào)美國專利中揭示了一種適用于數(shù)字化音頻信號(hào)的音頻編碼配置，其中通過計(jì)算幾個(gè)頻帶中每個(gè)頻帶的信號(hào)-屏蔽比，然后把代碼(其強(qiáng)度與該帶中音頻輸入成預(yù)定比例)插入該頻帶中，從而使代碼強(qiáng)度與輸入信號(hào)匹配。如該專利中所述，Lee等人還在08/524,132號(hào)未決美國專利申請中描述了一種把數(shù)字信息嵌入數(shù)字波形中的方法。
應(yīng)認(rèn)識(shí)到由于最好以低強(qiáng)度插入輔助代碼以防止該代碼打擾節(jié)目音頻的聽眾，所以這些代碼易受各種信號(hào)處理操作的損壞。例如，雖然Lee等人討論了數(shù)字化的音頻信號(hào)，但可注意到，先前的許多對改變音頻信號(hào)進(jìn)行編碼的公知方案與當(dāng)前所計(jì)劃的數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)不兼容，尤其是那些利用信號(hào)壓縮方法的標(biāo)準(zhǔn)，這些信號(hào)壓縮方法可能減小信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍(從而刪除低電平代碼)或者可能破壞輔助代碼。因此，使輔助代碼幸免于AC-3算法或ISO/IEC11172 MPEG標(biāo)準(zhǔn)(這一標(biāo)準(zhǔn)有希望在未來的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中廣泛使用)中所推薦的算法之一的壓縮和隨后的解壓縮是尤其重要的。
本發(fā)明旨在解決以上所述的一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于把一二進(jìn)制代碼位添加到在一預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)改變的信號(hào)塊上的方法，該方法包括以下步驟a)在預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)選擇一基準(zhǔn)頻率，把與基準(zhǔn)頻率有第一預(yù)定偏移的第一代碼頻率和與基準(zhǔn)頻率有第二預(yù)定偏移的第二代碼頻率與該基準(zhǔn)頻率相關(guān)；b)測量信號(hào)在第一代碼頻率附近延伸的第一頻率鄰域中以及在第二代碼頻率附近延伸的第二頻率鄰域中的頻譜功率；c)增加第一代碼頻率處的頻譜功率，從而使第一代碼頻率處的頻譜功率在第一頻率鄰域中為最大值；以及d)減小第二代碼頻率處的頻譜功率，從而使第二代碼頻率處的頻譜功率在第二頻率鄰域中為最小值。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種方法涉及把一二進(jìn)制代碼位加到具有一頻譜幅度和一相位的一信號(hào)塊上，該頻譜幅度和相位在一預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)改變。該方法包括以下步驟a)在塊內(nèi)，選擇(i)預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)的基準(zhǔn)頻率，(ii)與第一基準(zhǔn)頻率有第一預(yù)定偏移的第一代碼頻率，以及(iii)與基準(zhǔn)頻率有第二預(yù)定偏移的第二代碼頻率；b)把第一代碼頻率附近信號(hào)的頻譜幅度與第二代碼頻率附近信號(hào)的頻譜幅度相比較；c)選擇在第一和第二代碼頻率中的一個(gè)頻率處相應(yīng)頻譜幅度較小的一部分信號(hào)作為可修正信號(hào)分量，并選擇在第一和第二代碼頻率中另一頻率處的一部分信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)分量；以及d)選擇性地改變可修正信號(hào)分量的相位，從而它與基準(zhǔn)信號(hào)分量的相位差別不超過預(yù)定的數(shù)量。
依據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，一種方法涉及讀取與強(qiáng)度隨時(shí)間變化的信號(hào)一起發(fā)射的數(shù)字編碼消息。以信號(hào)帶寬來表征該信號(hào)，該數(shù)字編碼消息包括多個(gè)二進(jìn)制位。該方法包括以下步驟a)在信號(hào)帶寬內(nèi)選擇一基準(zhǔn)頻率；b)選擇離基準(zhǔn)頻率第一預(yù)定頻率偏移處的第一代碼頻率，并選擇離基準(zhǔn)頻率第二預(yù)定頻率偏移處的第二代碼頻率；c)找出第一和第二代碼頻率中與其相關(guān)的頻譜幅度在相應(yīng)頻率鄰域內(nèi)為最大值的一個(gè)頻率，找出第一和第二代碼頻率中與其相關(guān)的頻譜幅度在相應(yīng)頻率鄰域中為最小值的一個(gè)頻率，從而確定二進(jìn)制位中接收到的一個(gè)位的值。
依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種方法涉及讀取與具有一頻譜幅度和一相位的信號(hào)一起發(fā)射的數(shù)字編碼消息。以信號(hào)帶寬來表征該信號(hào)，該消息包括多個(gè)二進(jìn)制位。該方法包括以下步驟a)在信號(hào)帶寬內(nèi)選擇一基準(zhǔn)頻率；b)選擇離基準(zhǔn)頻率第一預(yù)定頻率偏移處的第一代碼頻率，并選擇離基準(zhǔn)頻率第二預(yù)定頻率偏移處的第二代碼頻率c)確定信號(hào)在第一和第二代碼頻率的各預(yù)定頻率鄰域內(nèi)的相位；以及d)確定第一代碼頻率處的相位是否在第二代碼頻率處的相位的預(yù)定值內(nèi)，從而確定二進(jìn)制位中接收到的一個(gè)位的值。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種編碼器，該編碼器配置成把一代碼的二進(jìn)制位加到一信號(hào)塊上，該信號(hào)的強(qiáng)度在一預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)變化，該編碼器包括選擇器、檢測器和位插入器。選擇器配置成在塊內(nèi)選擇(i)預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)的基準(zhǔn)頻率，(ii)與基準(zhǔn)頻率有第一預(yù)定偏移的第一代碼頻率，以及(iii)與基準(zhǔn)頻率有第二預(yù)定偏移的第二代碼頻率。檢測器配置成檢測信號(hào)在第一代碼頻率附近延伸的第一頻率鄰域中以及在第二代碼頻率附近延伸的第二頻率鄰域中的頻譜幅度。位插入器配置成通過增加第一代碼頻率處的頻譜幅度，從而使第一代碼頻率處的頻譜幅度在第一頻率鄰域中為最大值，通過減小第二代碼頻率處的頻譜幅度，從而使第二代碼頻率處的頻譜幅度在第二頻率鄰域中為最小值，從而來插入二進(jìn)制位。
依據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，一種編碼器配置成把一代碼的二進(jìn)制位加到具有一頻譜幅度和一相位的信號(hào)塊上。頻譜幅度和相位在一預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)變化。該編碼器包括選擇器、檢測器、比較器和位插入器。選擇器配置成在塊內(nèi)選擇(i)預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)的基準(zhǔn)頻率，(ii)與基準(zhǔn)頻率有第一預(yù)定偏移的第一代碼頻率，以及(iii)與基準(zhǔn)頻率有第二預(yù)定偏移的第二代碼頻率。檢測器配置成檢測信號(hào)在第一代碼頻率附近和第二代碼頻率附近的頻譜幅度。選擇器配置成選擇在第一和第二代碼頻率中的一個(gè)頻率處相應(yīng)頻譜幅度較小的一部分信號(hào)作為可修正信號(hào)分量，并選擇在第一和第二代碼頻率中另一頻率處的一部分信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)分量。位插入器配置成通過選擇性地改變可修正信號(hào)分量的相位，從而它與基準(zhǔn)信號(hào)分量的相位差別不超過預(yù)定的數(shù)量。
依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種解碼器配置成對來自一信號(hào)塊的代碼的二進(jìn)制位進(jìn)行解碼，以隨時(shí)間變化的強(qiáng)度來發(fā)射該信號(hào)，該解碼器包括選擇器、檢測器和位尋找器。選擇器配置成在塊內(nèi)選擇(i)信號(hào)帶寬內(nèi)的基準(zhǔn)頻率，(ii)離基準(zhǔn)頻率第一預(yù)定頻率偏移處的第一代碼頻率，以及(iii)離基準(zhǔn)頻率第二預(yù)定頻率偏移處的第二代碼頻率。檢測器配置成檢測第一和第二代碼頻率的各預(yù)定頻率鄰域內(nèi)的頻譜幅度。位尋找器配置成在第一和第二代碼頻率中一個(gè)頻率的相關(guān)頻譜幅度在其各個(gè)頻率鄰域內(nèi)為最大值以及在第一和第二代碼頻率中另一個(gè)頻率的相關(guān)頻譜幅度在其各個(gè)頻率鄰域中為最小值時(shí)找出二進(jìn)制位。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種解碼器配置成對來自一信號(hào)塊的代碼的二進(jìn)制位進(jìn)行解碼，以隨時(shí)間變化的強(qiáng)度發(fā)射該信號(hào)。該解碼器包括選擇器、檢測器和位尋找器。選擇器配置成在塊內(nèi)選擇(i)信號(hào)帶寬內(nèi)的基準(zhǔn)頻率，(ii)離基準(zhǔn)頻率第一預(yù)定頻率偏移處的第一代碼頻率，以及(iii)離基準(zhǔn)頻率第二預(yù)定頻率偏移處的第二代碼頻率。檢測器配置成檢測信號(hào)在第一和第二代碼頻率的各預(yù)定頻率鄰域內(nèi)的相位。位尋找器配置成在第一代碼頻率處的相位在第二代碼頻率處的相位的預(yù)定值內(nèi)時(shí)找出二進(jìn)制位。
依據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，一種編碼配置以一代碼對信號(hào)進(jìn)行編碼。該信號(hào)具有視頻部分和音頻部分。編碼配置包括編碼器和補(bǔ)償器。編碼器配置成對信號(hào)的各部分之一進(jìn)行編碼。補(bǔ)償器配置成補(bǔ)償編碼器所引起的視頻部分與音頻部分之間的任何相對延遲。
依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種從接收到的信號(hào)中讀取數(shù)據(jù)元素的方法，該方法包括以下步驟a)計(jì)算接收到的信號(hào)的n個(gè)樣本構(gòu)成的第一塊的傅里葉變換；b)測試第一塊的數(shù)據(jù)元素；c)如果在第一塊中找到該數(shù)據(jù)元素，則把一SIS陣列的陣列元素SIS[a]設(shè)定為預(yù)定值；d)對于接收到的信號(hào)的n個(gè)樣本構(gòu)成的第二塊，更新n個(gè)樣本構(gòu)成的第一塊的傅里葉變換，其中第二塊與第一塊不同在于k個(gè)樣本，其中k＜n；e)測試第二塊的數(shù)據(jù)元素；以及f)如果在第一塊中找到該數(shù)據(jù)元素，則把SIS陣列的陣列元素SIS[a+1]設(shè)定為預(yù)定值。
依據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)方面，一種把二進(jìn)制代碼位加到在預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)變換的信號(hào)塊上的方法，該方法包括以下步驟a)在預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)選擇一基準(zhǔn)頻率，并把與基準(zhǔn)頻率有第一預(yù)定偏移的第一代碼頻率以及與基準(zhǔn)頻率有第二預(yù)定偏移的第二代碼頻率與其相關(guān)；b)測量塊內(nèi)信號(hào)在第一代碼頻率附近延伸的第一頻率鄰域中以及在第二代碼頻率附近延伸的第二頻率鄰域中的頻譜功率，其中第一頻率具有一頻譜幅度，第二頻率具有一頻譜幅度；c)把第一代碼頻率的頻譜幅度與第一頻率鄰域中具有最大幅度的頻率的頻譜幅度交換，同時(shí)保持第一頻率處以及在第一頻率鄰域中具有最大幅度的頻率處的相位角；以及d)把第二代碼頻率的頻譜幅度與在第二頻率鄰域中具有最小幅度的頻率的頻譜幅度交換，同時(shí)保持第二頻率處以及在第二頻率鄰域中具有最小幅度的頻率處的相位角。
附圖概述從以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，將使本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯起來，其中

圖1是利用本發(fā)明的信號(hào)編碼和解碼配置的觀眾測量系統(tǒng)的示意方框圖；圖2是示出圖1所示系統(tǒng)的編碼器所執(zhí)行的步驟的流程圖；圖3是一音頻塊的頻譜曲線圖，其中曲線圖中的細(xì)線是原始音頻信號(hào)的頻譜，曲線圖中的粗線是依據(jù)本發(fā)明經(jīng)調(diào)制的信號(hào)的頻譜；圖4示出可用來防止瞬態(tài)效應(yīng)的窗函數(shù)，該瞬態(tài)效應(yīng)可能發(fā)生在相鄰編碼塊之間的邊界處；圖5是用于產(chǎn)生七位偽噪聲同步序列的配置的示意方框圖；圖6是形成較佳同步序列的第一塊的“三聯(lián)音(triple tone)”音頻塊的頻譜曲線圖，其中曲線圖中的細(xì)線是原始音頻信號(hào)的頻譜，曲線圖中的粗線是經(jīng)調(diào)制的信號(hào)的頻譜；圖7a示意地示出可用來形成完整的代碼消息的同步和信息塊的排列；圖7b示意地示出圖7a所示同步塊的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；圖8是示出圖1所示系統(tǒng)的解碼器所執(zhí)行的步驟的流程圖；以及圖9示出一編碼配置，其中補(bǔ)償視頻數(shù)據(jù)流中的音頻編碼延遲。
本發(fā)明的較佳實(shí)施方式通常，以范圍在32kHz和48kHz之間的采樣速率對音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。例如，在數(shù)字記錄音樂期間通常使用44.1kHz的采樣速率。然而，數(shù)字電視(“DTV”)可能使用48kHz的采樣速率。除了采樣速率以外，在對音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化時(shí)所關(guān)心的另一個(gè)參數(shù)是用來在對音頻信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)的每個(gè)瞬時(shí)代表音頻信號(hào)的二進(jìn)制位的數(shù)目。二進(jìn)制位的數(shù)字可在例如每樣本16和24個(gè)位之間變化。由每個(gè)音頻信號(hào)樣本使用16位而獲得的幅度動(dòng)態(tài)范圍為96dB。此分貝測量值為最高音頻幅度(216＝65536)的平方與最低音頻幅度(12＝1)之比。由每個(gè)樣本使用24位而獲得的動(dòng)態(tài)范圍為144dB。以44.1kHz采樣且被轉(zhuǎn)換成每樣本16位的表示的原始音頻導(dǎo)致705.6kbit/s的數(shù)據(jù)速率。
為了把此數(shù)據(jù)速率減小到可在吞吐量低達(dá)192kbits/s的聲道(channel)上發(fā)送一對這樣的立體聲數(shù)據(jù)的水平，對音頻信號(hào)執(zhí)行壓縮。此壓縮通常是通過變換編碼來實(shí)現(xiàn)的。例如，可應(yīng)用快速傅里葉變換或類似的頻率分析過程把由Nd＝1024個(gè)樣本構(gòu)成的塊分解成一頻譜表示。為了防止可能發(fā)生在某個(gè)塊與前一或后一塊之間邊界處的誤差，通常可使用重疊的塊。在每個(gè)重疊塊使用1024個(gè)樣本的配置中，一個(gè)塊包括由“舊”樣本(即，來自前一塊的樣本)構(gòu)成的512個(gè)樣本以及由“新”或當(dāng)前樣本構(gòu)成的512個(gè)樣本。把這種塊的頻譜表示分割成臨界頻帶，其中每一頻帶包括由幾個(gè)相鄰頻率構(gòu)成的一組。可通過對每一頻帶內(nèi)頻率分量的幅度的平方求和來計(jì)算該頻帶中的功率。
音頻壓縮基于屏蔽原理，即當(dāng)在一個(gè)頻率(即，屏蔽頻率)處存在高頻譜能量時(shí)，如果能量較低信號(hào)的頻率(即，被屏蔽的頻率)在能量較高信號(hào)的頻率附近，則人耳感覺不到該能量較低的信號(hào)。被屏蔽頻率處的能量較低信號(hào)叫做被屏蔽信號(hào)。屏蔽閾值代表(i)為了使被屏蔽頻率可聽見而在該處所需的聲學(xué)能量或(ii)可感覺到的現(xiàn)有頻譜值的能量改變，可對每一頻帶動(dòng)態(tài)地計(jì)算該屏蔽閾值?？筛鶕?jù)此屏蔽閾值，使用較少位以粗略的方式來表示被屏蔽頻帶中的頻率分量。即，以構(gòu)成被壓縮音頻的較少數(shù)目的位對此屏蔽閾值和每一頻帶內(nèi)頻率分量的幅度進(jìn)行編碼。根據(jù)此數(shù)據(jù)去壓縮重新構(gòu)成原始信號(hào)。
圖1示出一觀眾測量系統(tǒng)10，其中編碼器12把一輔助代碼加到廣播信號(hào)的音頻信號(hào)部分14?；蛘?，如本鄰域內(nèi)所公知的，可把編碼器12設(shè)置在廣播信號(hào)分布鏈中的某些其它位置。發(fā)射器16把經(jīng)編碼的音頻部分與廣播信號(hào)的視頻信號(hào)部分18一起發(fā)射。當(dāng)位于按統(tǒng)計(jì)方法選中的計(jì)量點(diǎn)22處的接收器20接收到經(jīng)編碼的信號(hào)時(shí)，即使在把經(jīng)編碼的音頻信號(hào)部分提供給接收器20的揚(yáng)聲器24時(shí)聽眾感覺不到該輔助信號(hào)的存在，也可通過處理接收到的廣播信號(hào)的音頻信號(hào)部分來恢復(fù)該輔助代碼。為此，解碼器26直接連到接收器20處可獲得的音頻輸出28或直接連到置于揚(yáng)聲器24(通過它再現(xiàn)音頻)附近的麥克風(fēng)30。接收到的音頻信號(hào)可以是單聲道或立體聲的形式。
通過頻譜調(diào)制進(jìn)行編碼為了使編碼器12以與壓縮技術(shù)兼容的方式把數(shù)字代碼數(shù)據(jù)嵌入音頻數(shù)據(jù)流中，編碼器12最好應(yīng)使用與壓縮中所使用的匹配的頻率和臨界頻帶。可如此選擇用于編碼的音頻信號(hào)的塊長度NC，從而例如jNC＝Nd＝1024，這里j是一整數(shù)。NC的適當(dāng)值可能是例如512。如圖2所示編碼器12所執(zhí)行的流程圖的步驟40所示，編碼器12利用諸如模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器等從音頻信號(hào)部分14中得到j(luò)NC個(gè)樣本構(gòu)成的第一塊v(t)，這里v(t)是該塊內(nèi)音頻信號(hào)的時(shí)域表示。如以下更詳細(xì)所述，可把任選的窗應(yīng)用于塊42處的v(t)。假定在不使用這種窗時(shí)，在步驟44計(jì)算待編碼的塊v(t)的傅里葉變換 (在步驟44處實(shí)現(xiàn)的傅里葉變換可以是快速傅里葉變換。)在-256到+255的范圍內(nèi)給傅里葉變換獲得的頻率作索引，這里255的索引相應(yīng)于采樣頻率fs的剛好一半。因此，對于一48kHz的采樣頻率，最高的索引將相應(yīng)于24kHz的頻率。相應(yīng)地，為了這樣作索引，由以下公式給出最接近從傅里葉變換 獲得的特定頻率分量fj的索引Ij=(25524)·fj---(1)]]>其中，在以下討論中使用公式(1)把頻率fj與其相應(yīng)使用Ij聯(lián)系起來。
為了開發(fā)此頻帶中的較高聽閾，可在步驟46，在4.8kHz到6kHz的范圍內(nèi)，從傅里葉變換 中選擇用于對塊進(jìn)行編碼的代碼頻率fi。此外，該代碼的每個(gè)相繼位可使用由相應(yīng)的代碼頻率索引I1和I0所代表的一對不同的代碼頻率f1和f0。在步驟46處有兩種選擇代碼頻率f1和f0的較佳方式，從而產(chǎn)生了類似于代碼的聽不見的寬頻帶噪聲。
(a)直接序列在步驟46處選擇代碼頻率f1和f0的一個(gè)方式是使用利用跳躍序列(hopsequence)Hs和移位索引Ishift的頻率跳躍算法來計(jì)算代碼頻率。例如，如果把Ns位組合在一起而形成一偽噪聲序列，則Hs是代表相對于預(yù)定基準(zhǔn)索引I5k的頻率偏差的Ns個(gè)數(shù)字的有序序列。對于Ns＝7的情況，可使用的跳躍序列Hs＝{2，5，1，4，3，2，5}，移位索引Ishift＝5?？傊?，可由以下公式來給出從跳躍序列獲得的Ns位的索引I1＝I5k+Hs-Ishift(2)以及I0＝I5k+Hs+Ishift(3)基準(zhǔn)頻率f5k的一個(gè)可能選擇是5kHz，它相應(yīng)于預(yù)定基準(zhǔn)索引I5k＝53。選擇f5k的該值是因?yàn)樗^了人耳的平均最大敏感頻率。在對音頻信號(hào)的第一塊進(jìn)行編碼時(shí)，使用跳躍序列數(shù)字中的第一個(gè)數(shù)字從公式(2)和(3)中確定第一塊的I1和I0；在對音頻信號(hào)的第二塊進(jìn)行編碼時(shí)，使用跳躍序列數(shù)字中的第二個(gè)數(shù)字從公式(2)和(3)中確定第二塊的I1和I0；依此類推。例如，對于序列{2，5，1，4，3，2，5}中的第五位，跳躍序列值為3，使用公式(2)和(3)，在Ishift＝5的情況下產(chǎn)生了索引I1＝51，索引I0＝61。在本例中，由以下公式給出中間頻率索引Imid＝I5k+3＝56 (4)這里，Imid代表代碼頻率索引I1和I0之間的中間索引。相應(yīng)地，每個(gè)代碼頻率索引與中間頻率索引偏移相同的量值Ishift，但這兩個(gè)偏移具有相反的符號(hào)。
(b)基于低頻最大值的跳躍在步驟46處選擇代碼頻率的另一個(gè)方式是確定一頻率索引Imax，如步驟44所確定的，該頻率索引處的音頻信號(hào)的頻譜功率在從0Hz延伸到2kHz的低頻頻帶中為最大值。換句話說，Imax是相應(yīng)于0-2kHz范圍內(nèi)具有最大功率的頻率的索引。有用的是在索引1處開始該計(jì)算，這是因?yàn)樗饕?代表“局部”DC分量，且它可由壓縮中所使用的高通濾波器來修正。相對于頻率索引Imax來選擇代碼頻率索引I1和I0，從而它們位于人耳相對不太敏感的較高頻帶內(nèi)。此外，相應(yīng)于基準(zhǔn)索引I5k＝53，基準(zhǔn)頻率f5k的一個(gè)可能的選擇是5kHz，從而由以下公式給出I1和I0I1＝I5k+Imax-Ishift(5)以及I0＝I5k+Imax+Ishift(6)這里，Ishift是移位索引，Imax依據(jù)音頻信號(hào)的頻譜功率而改變。這里，一個(gè)重要的注意點(diǎn)是，對于依據(jù)相應(yīng)輸入塊的頻率索引Imax的頻譜調(diào)制，對不同的輸入塊選擇一組不同的代碼頻率索引I1和I0。在此情況下，把一代碼位編碼成為單個(gè)位；然而，用來對每一位進(jìn)行編碼的頻率相對于不同的塊是跳躍的。
與諸如頻移鍵控(FSK)或相移鍵控(PSK)等許多傳統(tǒng)的編碼方法不同的是，本發(fā)明不依靠單個(gè)固定頻率。相應(yīng)地，類似于擴(kuò)展頻譜調(diào)制系統(tǒng)產(chǎn)生“頻率跳躍”效應(yīng)。然而，與擴(kuò)展頻譜不同的是，本發(fā)明中改變編碼頻率的目的是避免使用可聽見的恒定代碼頻率。
對于以上所述的兩個(gè)頻率選擇方案(a)和(b)中的任一個(gè)，存在至少四種方法對音頻塊中的二進(jìn)制位進(jìn)行編碼，即幅度調(diào)制和相位調(diào)制。以下分開描述這兩種調(diào)制方法。
(i)幅度調(diào)制為了使用幅度調(diào)制對二進(jìn)制‘1’進(jìn)行編碼，把I1處的頻譜功率增加到一水平，從而它在其相應(yīng)的頻率鄰域中構(gòu)成最大值。在步驟48處分析相應(yīng)于該頻率鄰域的索引鄰域，以確定必須把代碼頻率f1和f0提高和衰減多少，從而它們可由檢測器26檢測。對于索引I1，鄰域最好可從I1-2延伸到I1+2，它被約束在覆蓋足夠窄的頻率范圍，從而I1的鄰域與I0的鄰域不重疊。與此同時(shí)，修正I0處的頻譜功率，以使它在其索引鄰域(從I0-2到I0+2)中為最小值。相反，為了使用幅度調(diào)制對二進(jìn)制‘0’進(jìn)行編碼，在其相應(yīng)鄰域中增加I0處的功率并衰減I1處的功率。
作為一個(gè)例子，圖3示在頻率索引從45到77的范圍內(nèi)繪制的jNC樣本音頻塊的典型頻譜50。頻譜52示出在對‘1’位編碼后的音頻塊，頻譜54示出編碼前音頻塊。在此依據(jù)代碼頻率選擇方案(a)對‘1’位進(jìn)行編碼的特定實(shí)例中，跳躍序列值為5，它產(chǎn)生了58的中間頻率索引。I1和I0的值分別為53和63。然后，在圖2的步驟56處修正53處的頻譜幅度，以使它在其索引鄰域中為最大值。63處的幅度已構(gòu)成一最小值，所以，僅在步驟56利用小的附加衰減。
頻譜功率修正過程需要在I1和I0的鄰域中計(jì)算這四個(gè)值中的每一個(gè)值。對于I1的鄰域，這四個(gè)值如下(1)Imax1，它是在I1的鄰域中具有最大功率的頻率的索引；(2)Pmax1，它是Imax1處的頻譜功率；(3)Imin1，它是在I1的鄰域中具有最小功率的頻率的索引；(4)Pmin1，它是Imin1處的頻譜功率。I0鄰域的相應(yīng)值為Imax0、Pmax0、Imin0和Pmin。
如果Imax1＝I1，而且如果待編碼的二進(jìn)制值為‘1’，則在步驟56處僅需要Pmax1(即，I1處的功率)中的令牌(token)增加。類似地，如果Imin0＝I0，則在步驟56處僅需要Pmax0(即，I0處的功率)中的令牌減少。當(dāng)增加Pmax1時(shí)，在步驟56把它乘以因子1+A，這里A在約1.5到約2.0的范圍內(nèi)。根據(jù)結(jié)合壓縮殘存率測試相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)?zāi)苈牰葴y試來選擇A。不可感知度的條件需要A的值低，而壓縮殘存率的條件需要A的值大。固定的A值不能給它自己僅提供功率的令牌增加或減少。因此，對A的更邏輯的選擇是基于局部屏蔽閾值的值。在此情況下，A是可變的，可以小的遞增的功率值變化和殘存壓縮來實(shí)現(xiàn)編碼。
在任一種情況下，由以下公式給出I1處的頻譜功率
PI1＝(1+A)·Pmax1(7)適當(dāng)?shù)匦拚齀1處的頻率分量的實(shí)部和虛部。把實(shí)部和虛部乘以同一因子，以保持相位角不變。以類似的方式把I0處的功率減小到相應(yīng)于(1+A)-1Pmin0的值。
如步驟44所確定的待編碼的塊的傅里葉變換還包含索引在索引值從-256到-1的負(fù)頻率分量。必須依據(jù)以下公式，把頻率索引-I1和-I0處的頻譜幅度設(shè)定為分別代表I1和I0處的幅度的復(fù)共軛的值Re[f(-I1)]＝Re[f(I1)] (8)Im[f(-I1)]＝-Im[f(I1)] (9)Re[f(-I0)]＝Re[f(I0)] (10)Im[f(-I0)]＝-Im[f(I0)] (11)這里f(I)為索引I處的復(fù)數(shù)頻譜幅度。如下所述，在步驟62處，現(xiàn)在包含二進(jìn)制代碼(‘0’或‘1’)的經(jīng)修正的頻譜將經(jīng)歷逆變換操作，以獲得經(jīng)編碼的時(shí)域信號(hào)。
基于屏蔽效果的壓縮算法利用位分配算法修正各頻譜分量的幅度。給經(jīng)歷高水平屏蔽的頻帶(由于相鄰頻帶中存在高頻譜能量)指派較少的位，其結(jié)果是給這些頻帶的幅度進(jìn)行粗略的量化。然而，經(jīng)解壓縮的音頻在大多數(shù)情況下將保持一鄰域內(nèi)頻率處的相對幅度水平。因此，即使在壓縮/解壓縮過程后，已在步驟56放大或衰減的編碼音頻流中的選中頻率將保持其相對位置。
可能發(fā)生的是，塊的傅里葉變換 不可能導(dǎo)致一頻率分量在頻率f1和f0處的幅度足以通過提高適當(dāng)頻率處的功率對位進(jìn)行編碼。在此情況下，最好不對這一塊進(jìn)行編碼，而是對一后續(xù)塊(該信號(hào)在頻率f1和f0處的功率適合于編碼)進(jìn)行編碼。
(ii)通過頻率交換的調(diào)制本方案是以上在章節(jié)(i)中所述的幅度調(diào)制方案的變化，在本方案中，在對一位進(jìn)行編碼時(shí)交換I1和Imax1處的頻譜幅度，同時(shí)保持I1和Imax1處的原始相位角。也在I0和Imax0處的頻譜幅度之間進(jìn)行類似的交換。在對一零位進(jìn)行編碼時(shí)，如幅度調(diào)制的情況，I1和I0的作用顛倒。如前一種情況，還把交換應(yīng)用于相應(yīng)的負(fù)頻率索引。此編碼方案導(dǎo)致能聽度較低，這是因?yàn)榻?jīng)編碼的信號(hào)只經(jīng)歷較小的頻率失真。未編碼和經(jīng)編碼的信號(hào)都具有相同的能量值。
(iii)相位調(diào)制由以下公式給出有關(guān)頻譜分量I0的相位角
φ0=tan-1Im[f(I0)]Re[f(I0)]---(12)]]>這里，0≤φ0≤2π。可以類似的方式計(jì)算有關(guān)I1的相位角。為了對二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行編碼，可把這些分量之一(通常是頻譜幅度較低的分量)的相位角修正為相對于另一分量(它變?yōu)榛鶞?zhǔn))為同相(即，0°)或反相(即，180°)。這樣，可把二進(jìn)制0編碼成為同相修正，把二進(jìn)制1編碼成為反相修正?；蛘?，可把二進(jìn)制1編碼成為同相修正，把二進(jìn)制0編碼成為反相修正。把被修正的分量的相位角指定為φM，把另一分量的相位角指定為φR。選擇幅度較低的分量為可修正頻譜分量把原始音頻信號(hào)的變化減到最少。
為了實(shí)現(xiàn)這種形式的調(diào)制，頻譜分量之一必須經(jīng)歷180°的最大相位變化，這使得代碼可聽見。然而，實(shí)際上，不必把相位調(diào)制進(jìn)行到如此程度，而只需要保證兩個(gè)分量的相位要么相互“接近”，要么“遠(yuǎn)”離。因此，在步驟48，可選擇在φR周圍±π/4范圍內(nèi)延伸的相位鄰域、基準(zhǔn)分量以及在φR+π周圍±π/4范圍內(nèi)延伸的相位鄰域?？尚拚l譜分量的相位角φM在步驟56處如此修正，從而該相位角根據(jù)是對二進(jìn)制‘0’還是二進(jìn)制‘1’進(jìn)行編碼而落入這些相位鄰域之一中。如果可修正頻譜分量已位于適當(dāng)?shù)南辔秽徲蛑?，則不必進(jìn)行相位修正。在典型的音頻流中，約30％的部分這樣“自編碼”，而不需要調(diào)制。在步驟62確定逆傅里葉變換。
(iv)奇/偶索引調(diào)制在此奇/偶索引調(diào)制方案中，使用在另一調(diào)制的情況下選中的單個(gè)代碼頻率索引I1。分析由索引I1、I1+1、I1+2和I1+3所限定的鄰域，以確定相應(yīng)于在其鄰域中有最大功率的頻譜分量的索引Im是奇數(shù)還是偶數(shù)。如果待編碼的位是‘1’且索引Im為奇數(shù)，則假定待編碼的塊為“自編碼”。否則，選擇放大該鄰域中的一個(gè)以奇數(shù)索引的頻率，以使它為最大值。使用偶數(shù)索引以類似的方式對位‘0’進(jìn)行編碼。在由四個(gè)索引給出的鄰域中，具有最大頻譜功率的頻率的索引的奇偶性匹配于對適當(dāng)位值進(jìn)行編碼所需的奇偶性的幾率為0.25。因此，平均有25％的塊為自編碼。這種類型的編碼將明顯地降低代碼的能聽度。
有關(guān)通過上述類型的幅度或相位調(diào)制來進(jìn)行塊編碼的實(shí)際問題在于，可能在相繼塊之間的邊界處發(fā)生音頻信號(hào)的大的不連續(xù)。這些急劇的轉(zhuǎn)變可能使代碼可聽見。為了消除這些急劇的轉(zhuǎn)變，可在步驟44處進(jìn)行傅里葉變換前，在步驟42處把時(shí)域信號(hào)v(t)乘以一平滑的包絡(luò)或窗函數(shù)w(t)。由于這里所述的頻率交換方案，所以調(diào)制不需要窗函數(shù)。頻率失真通常足夠小，從而在相鄰塊的時(shí)域中僅產(chǎn)生較小的邊緣不連續(xù)。
在圖4中示出窗函數(shù)w(t)。因此，步驟54處所進(jìn)行的分析限于從 獲得的塊的中間部分。在步驟56處，根據(jù)變換 來實(shí)現(xiàn)所需的頻譜調(diào)制。
在步驟62后，在步驟64處，依據(jù)以下公式來確定經(jīng)編碼的時(shí)域信號(hào) 這里，公式(13)的右手一側(cè)的第一部分為原始音頻信號(hào)v(t)，公式(13)的右手一側(cè)的第二部分為編碼，公式(13)的左手一側(cè)為獲得的經(jīng)編碼的音頻信號(hào)v0(t)。
雖然可通過以上所述的方法對各位進(jìn)行編碼，但對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)際解碼還需要(i)同步，從而找到數(shù)據(jù)起點(diǎn)的位置，以及(ii)內(nèi)部糾錯(cuò)，從而提供可靠的數(shù)據(jù)接收。通過頻譜調(diào)制的編碼而獲得的原始位差錯(cuò)率較高，且通?？赡苓_(dá)到20％的值。當(dāng)存在這樣的差錯(cuò)率時(shí)，可使用一和零的偽噪聲(PN)序列來實(shí)現(xiàn)同步和糾錯(cuò)。例如，可使用m級(jí)移位寄存器58(這里，在圖5的情況下m為3)和圖5所示的異或門60來產(chǎn)生PN序列。為了方便，這里把n位PN序列叫做PNn序列。對于NPN位PN序列，m級(jí)移位寄存器需要依據(jù)以下公式操作NPN＝2m-1(14)這里，m為整數(shù)。例如，m＝3，則7位PN序列(PN7)為1110100。此特定序列依據(jù)移位寄存器58的初始設(shè)定。在編碼器12的一個(gè)加強(qiáng)版本中，由此PN序列來代表數(shù)據(jù)的各位-即，把1110100用于位‘1’，把補(bǔ)碼0001011用于位‘0’。使用七位對代碼的每一位進(jìn)行編碼導(dǎo)致編碼開銷極高。
另一個(gè)方法使用多個(gè)PN15序列，每個(gè)序列包括五位代碼數(shù)據(jù)和10個(gè)附加的糾錯(cuò)位。此表示法在任何兩個(gè)5位代碼數(shù)據(jù)字之間提供了漢明距離7?？蓹z測和糾正十五位序列中的高達(dá)三個(gè)差錯(cuò)。此PN15序列理想地適用于原始位差錯(cuò)率為20％的聲道。
就同步而言，為了把PN15代碼位序列74與經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)流中的其它位序列區(qū)分開來，同步需要一獨(dú)有的同步序列66(圖7a)。在圖7b所示的較佳實(shí)施例中，同步序列66的第一代碼塊使用該同步序列中的“三聯(lián)音”70，其中充分地放大索引為I0、I1和Imid的三個(gè)頻率，從而如圖6中的例子所示，每個(gè)頻率在其各頻域中變?yōu)樽畲笾?。?yīng)注意，雖然最好通過把這三個(gè)選中頻率處的信號(hào)放大到在其各頻率鄰域中相對最大來產(chǎn)生三聯(lián)音70，但取而代之，可對這些信號(hào)作局部衰減，從而這三個(gè)相關(guān)聯(lián)的局部極值包括三個(gè)局部最小值。應(yīng)注意，局部最大和局部最小的任何組合可用于三聯(lián)音70。然而，由于廣播音頻信號(hào)包括基本上無聲的周期，所以較佳的方案涉及局部放大，而不是局部衰減。作為一個(gè)序列中的第一位，從中得到三聯(lián)音70的塊的跳躍序列值為2，中間頻率索引為55。為了使三聯(lián)音塊真正成為唯一的，可選擇移位索引7，而不是通常的5。如圖6所示，這三個(gè)索引I0、I1和Imid(其幅度都被放大)為48、62和55。(在本例中，Imid＝Hs+53＝2+53＝55。)三聯(lián)音70是十五個(gè)塊序列66中的第一塊，它實(shí)質(zhì)上代表同步數(shù)據(jù)的一位。同步序列66的其余十四個(gè)塊由兩個(gè)PN7序列構(gòu)成1110100、0001011。這使得這十五個(gè)同步塊區(qū)別于代表代碼數(shù)據(jù)的所有PN序列。
如上所述，把待發(fā)送的代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成五位的組，每一組由一PN15序列代表。如圖7a所示，把一未經(jīng)編碼的塊72插入每對相繼的PN序列74之間。在解碼期間，通過允許在一音頻樣本范圍內(nèi)搜索相關(guān)最大值，相鄰PN序列74之間的這一未經(jīng)編碼的塊72(或間隔)使得可進(jìn)行精確同步。
在立體聲信號(hào)的情況下，以相同的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對左和右聲道進(jìn)行編碼。在單聲道信號(hào)的情況下，把左和右聲道相結(jié)合來產(chǎn)生單個(gè)音頻信號(hào)流。由于為調(diào)制而選擇的頻率對兩個(gè)聲道都相同，所以獲得的單聲道聲音也有希望具有想要的頻譜特性，從而在解碼時(shí)，恢復(fù)相同的數(shù)字代碼。
對經(jīng)頻譜調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行解碼在大多數(shù)情況下，可從接收器20的音頻輸出28處可獲得的音頻信號(hào)中恢復(fù)嵌入的數(shù)字代碼?；蛘?，在接收器20沒有音頻輸出28的情況下，可利用置于揚(yáng)聲器24附近的麥克風(fēng)30來再現(xiàn)模擬信號(hào)。在使用麥克風(fēng)30的情況下，或者在音頻輸出28上的信號(hào)為模擬的情況下，解碼器20把模擬音頻轉(zhuǎn)換成以與編碼器12的采樣速率匹配的較佳采樣速率采樣的數(shù)字輸出流。在存儲(chǔ)器和計(jì)算能力受限制的解碼系統(tǒng)中，可使用半速率采樣。在半速率采樣的情況下，每個(gè)代碼塊將由Nc/2＝256個(gè)樣本構(gòu)成，頻域的分辨率(即，相繼頻譜分量之間的頻率差)將保持與全采樣速率的情況相同。在接收器20提供數(shù)字輸出的情況下，由解碼器26直接處理該數(shù)字輸出，只需適合于解碼器26的數(shù)據(jù)速率而不進(jìn)行采樣。
解碼的任務(wù)主要是把經(jīng)解碼的數(shù)字位與PN15序列的那些數(shù)據(jù)位匹配，該P(yáng)N15序列可以是同步序列或代表一個(gè)或多個(gè)代碼數(shù)據(jù)位的代碼數(shù)據(jù)序列。這里考慮經(jīng)幅度調(diào)制的音頻塊的情況。然而，除了比較相位角而不是幅度分布的頻譜分析以外，對經(jīng)相位調(diào)制的塊的解碼實(shí)際上是相同的，對經(jīng)索引調(diào)制的塊的解碼將類似地分析在指定的鄰域中具有最大功率的頻率索引的奇偶性。通過同一過程還可對以頻率交換編碼的音頻塊進(jìn)行解碼。
在諸如可在家庭觀眾計(jì)量系統(tǒng)中所使用的音頻解碼的實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，非常想要對音頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼的能力。還非常想要把經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)發(fā)送到中央局?？砂呀獯a器26配置成在以通常用于該應(yīng)用中的硬件為基礎(chǔ)的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)上運(yùn)行以下所述的解碼算法。如上所述，可使解碼器26從音頻輸出28或從置于揚(yáng)聲器24附近的麥克風(fēng)30中獲得輸入的經(jīng)編碼的音頻信號(hào)。為了提高處理速度并減少存儲(chǔ)器要求，解碼器26可以正常的48kHz采樣速率的一半(24kHz)對輸入的編碼音頻信號(hào)進(jìn)行采樣。
在恢復(fù)代表代碼信息的實(shí)際數(shù)據(jù)位前，必須找到同步序列的位置。為了搜索入局音頻流內(nèi)的同步序列，可分析256個(gè)樣本的塊，每個(gè)塊由最近接收到的樣本和255個(gè)先前的樣本構(gòu)成。對于實(shí)時(shí)操作，此分析包括計(jì)算256個(gè)樣本的塊的快速傅里葉變換，該分析必須在下一樣本到達(dá)前完成。在40MHZ DSP處理器上進(jìn)行256點(diǎn)的快速傅里葉變換花費(fèi)約600毫秒。然而，樣本之間的時(shí)間僅為40毫秒，從而以當(dāng)前的硬件對如上所述輸入的編碼音頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理是不實(shí)際的。
因此，可把解碼器26配置成與狀態(tài)信息陣列SIS(它在處理過程中不斷更新)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換例程100(圖8)的增加或滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)解碼，而不是計(jì)算每個(gè)256樣本塊的普通快速傅里葉變換。該陣列包括p個(gè)元素SIS
到SIS[p-1]。例如，如果p＝64，則狀態(tài)信息陣列SIS中的元素為SIS
到SIS[63]。
此外，與計(jì)算由256個(gè)頻率“箱(bin)”構(gòu)成的完整頻譜的常規(guī)變換不同，解碼器26僅計(jì)算位于屬于感興趣的鄰域(即，編碼器12所使用的鄰域)的頻率索引處的頻譜幅度。在一個(gè)典型的例子中，范圍從45到70的頻率索引是足夠的，從而相應(yīng)的頻譜僅包含26個(gè)頻率箱。一碰到某一消息塊的結(jié)尾，所恢復(fù)的任何代碼就出現(xiàn)在狀態(tài)信息陣列SIS的一個(gè)或多個(gè)元素中。
此外，注意，在音頻流的少量樣本內(nèi)，以快速傅里葉變換所分析的頻譜通常變化極少。因此，可如此處理256個(gè)樣本的塊，從而在待處理的每個(gè)256樣本的塊中，最后k個(gè)樣本是“新”的，而其余的256-k個(gè)樣本來自于前一分析，而不是處理由一個(gè)“新”樣本和255個(gè)“舊”樣本構(gòu)成的每個(gè)256樣本的塊。在k＝4的情況下，可通過以四個(gè)樣本的增量跳越音頻流來增加處理速度，這里把跳越因子k定義為k＝4，以說明該操作。
狀態(tài)信息陣列SIS的每個(gè)元素SIS[p]由五個(gè)成員構(gòu)成前一條件狀態(tài)PCS、下一跳轉(zhuǎn)索引JI、組計(jì)數(shù)器GC、原始數(shù)據(jù)陣列DA和輸出數(shù)據(jù)陣列OP。原始數(shù)據(jù)陣列DA的容量可保存十五個(gè)整數(shù)。輸出數(shù)據(jù)陣列OP存儲(chǔ)十個(gè)整數(shù)，輸出數(shù)據(jù)陣列OP的每個(gè)整數(shù)相應(yīng)于從恢復(fù)的PN15序列中提取的一個(gè)五位的數(shù)字。相應(yīng)地，此PN15序列具有五個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)位和十個(gè)其它的位。例如，可把這些其它的位用于糾錯(cuò)。雖然可使用任何尺寸的消息塊，但這里假定一個(gè)消息塊中的有用數(shù)據(jù)由50位構(gòu)成，這50位被分成10組，每組包含5位。
最好結(jié)合圖8來說明狀態(tài)信息陣列SIS的操作。在處理階段102，把接收到的音頻的256個(gè)樣本的初始?jí)K讀入緩沖器。在處理階段104，通過常規(guī)的快速傅里葉變換來分析256個(gè)樣本的初始?jí)K，以獲得其頻譜功率分布。例程100實(shí)現(xiàn)的所有后續(xù)變換都使用如上所述和如下所述的高速遞增方案。
為了首先找到同步序列的位置，在處理階段106，對于代表同步序列中第一位的三聯(lián)音，測試相應(yīng)于處理階段102處所讀取的初始256樣本塊的快速傅里葉變換。如上所述，通過檢查初始256樣本塊中編碼器12在產(chǎn)生三聯(lián)音所使用的索引I0、I1和Imid，可確定三聯(lián)音的存在。與此256樣本的初始?jí)K有關(guān)的SIS陣列的SIS[p]元素是SIS
，這里狀態(tài)陣列索引p等于0。如果在處理階段106找到三聯(lián)音，則在處理階段108如下改變狀態(tài)信息陣列SIS的SIS
元素的特定成員的值把初始設(shè)定為0的前一條件狀態(tài)PCS變?yōu)?，以指示在相應(yīng)于SIS
的樣本塊中找到三聯(lián)音；把下一個(gè)跳轉(zhuǎn)索引JI的值增加到1；以及，把原始數(shù)據(jù)陣列DA中的原始數(shù)據(jù)成員DA
的第一個(gè)整數(shù)設(shè)定為三聯(lián)音的值(0或1)。在此情況下，把原始數(shù)據(jù)陣列DA中的原始數(shù)據(jù)成員DA
的第一個(gè)整數(shù)設(shè)定為1，這是因?yàn)樵诖朔治鲋屑僭O(shè)，三聯(lián)音是1位的等價(jià)物。此外，對于下一個(gè)樣本塊，把狀態(tài)陣列索引p遞增1。如果不存在三聯(lián)音，則在處理階段108在SIS
元素中不進(jìn)行這些改變，但對于下一個(gè)樣本塊，仍舊把狀態(tài)陣列索引p遞增1。無論是否在此256樣本塊中檢測到三聯(lián)音，例程100進(jìn)入處理階段110處的遞增FFT模式。
相應(yīng)地，在處理階段112，通過把四個(gè)新的樣本加到在處理階段102-106處處理的初始256樣本塊并從中丟棄四個(gè)最舊的樣本，把一個(gè)新的256樣本塊增量讀入緩沖器。在處理階段114，依據(jù)以下步驟來分析此新的256樣本塊步驟1為了得到相應(yīng)的中間頻率分量F1(u0)而修正相應(yīng)于初始樣本塊的頻譜的每個(gè)頻率分量Fold(u0)，依據(jù)以下公式來應(yīng)用傅里葉變換的跳越因子kF1(u0)=Fold(u0)exp-(2πu0k256)---(15)]]>這里，u0是感興趣的頻率索引。依據(jù)如上所述的典型例子，頻率索引u0從45變化到70。應(yīng)注意，此第一步驟涉及把兩個(gè)復(fù)數(shù)相乘。
步驟2然后，從相應(yīng)于初始樣本塊的頻譜的每個(gè)F1(u0)中消除舊的256樣本塊中前四個(gè)樣本的影響，在相應(yīng)于當(dāng)前樣本塊增量的頻譜的每個(gè)F1(u0)包括這四個(gè)新樣本的相關(guān)，以依據(jù)以下公式獲得每個(gè)頻率索引u0的新頻譜幅度Fnew(u0)Fnew(u0)=F1(u0)+Σm=1m=4(fnew(m)-fold(m))exp-(2πu0(k-m+1)256)---(16)]]>這里，fold和fnew是時(shí)域樣本值。應(yīng)注意，此第二步驟涉及把一復(fù)數(shù)同一實(shí)數(shù)與一復(fù)數(shù)之積的和相加。橫跨感興趣的頻率索引范圍(例如，45到70)重復(fù)此計(jì)算。
步驟3然后，考慮把256樣本的塊乘以編碼器12中的窗函數(shù)的效果。即，以上步驟2的結(jié)果不受編碼器12中所使用的窗函數(shù)的限制。因此，最好把步驟2的結(jié)果乘以此窗函數(shù)。由于時(shí)域中的相乘等價(jià)于頻譜與窗函數(shù)的傅里葉變換的卷積，所以可把第二步驟的結(jié)果與窗函數(shù)進(jìn)行卷積。在此情況下，用于此存在的較佳窗函數(shù)是以下公知的“升余弦”函數(shù)，該函數(shù)具有幅度為(-0.50，1，+0.50)的窄的3索引頻譜w(t)=12[1-cos(2πtTw)]---(17)]]>這里，Tw為時(shí)域中窗的寬度。此“升余弦”只需要涉及頻譜幅度的實(shí)部和虛部的三個(gè)乘法和加法操作。此操作明顯地提高了計(jì)算速度。通過頻率交換而進(jìn)行調(diào)制的情況中不需要此步驟。
步驟4然后檢查步驟3獲得的頻譜是否存在三聯(lián)音。如果找到三聯(lián)音，則在處理階段116如下設(shè)定狀態(tài)信息陣列SIS的SIS[1]元素中某些成員的值初始被設(shè)定為0的前一條件狀態(tài)PCS變?yōu)?；下一跳轉(zhuǎn)索引JI遞增到1以及，原始數(shù)據(jù)陣列DA中的原始數(shù)據(jù)成員DA[1]的第一個(gè)整數(shù)被設(shè)定為1。此外，狀態(tài)陣列索引p遞增1。如果沒有三聯(lián)音，則在處理階段116對SIS[1]元素結(jié)構(gòu)的成員不作任何改變，但仍把狀態(tài)陣列索引p遞增1。
由于在處理階段118確定p還不等于64且在處理階段120確定組計(jì)數(shù)器GC還未累加到計(jì)數(shù)10，所以以上述方式對四個(gè)樣本增量進(jìn)行此相應(yīng)于處理階段112-120的分析，其中把每個(gè)樣本增量遞增p。當(dāng)?shù)竭_(dá)SIS[63](在這里，p＝64)時(shí)，在處理階段118把p復(fù)位為0，現(xiàn)在緩沖器中的256樣本塊增量離音頻流中最后一次更新SIS
位置剛好為256個(gè)樣本。每當(dāng)p到達(dá)64時(shí)，檢查由SIS
-SIS[63]所代表的SIS陣列，以確定這些元素中任一個(gè)的前一條件狀態(tài)PCS是否表示三聯(lián)音。如果相應(yīng)于當(dāng)前64樣本塊增量的這些元素中任一個(gè)的前一條件狀態(tài)PCS不是1，則對下一64個(gè)塊增量重復(fù)處理階段112-120。(每一個(gè)塊增量包括256個(gè)樣本)。
對于相應(yīng)于任何一組64個(gè)樣本塊增量的SIS
-SIS[63]元素中的任一個(gè)，一旦前一條件狀態(tài)PCS等于1，且相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)成員DA[p]被設(shè)定為三聯(lián)音位的值，則在處理階段112-120，對于接著的64個(gè)塊增量，分析同步序列中的下一位。
對于每個(gè)新塊增量的起點(diǎn)(在這里，p復(fù)位為0)，分析同步序列中的下一位。此分析使用跳躍序列Hs的第二個(gè)成員，這是因?yàn)橄乱惶D(zhuǎn)索引JI等于1。從此跳躍序列號(hào)和編碼中所使用的移位索引，可例如從公式(2)和(3)中確定I1和I0索引。然后，分析I1和I0索引的鄰域，以在幅度調(diào)制的情況下找到最大值和最小值。例如，如果檢測到I1處的功率為最大，I0處的功率為最小，則把同步序列中的下一位取作1。為了允許信號(hào)中的某些變化(可能因壓縮或其它形式的失真而產(chǎn)生)，允許鄰域中的最大功率或最小功率的索引與其期望值偏離1。例如，如果在索引I1中找到功率最大值，且在I0-1而不是I0處找到索引I0鄰域中的功率最小值，則仍舊把同步序列中的下一位取作1。另一方面，如果使用上述相同的可允許變化檢測到I1處功率為最小值且在I0處功率為最大值，則把同步序列中的下一位取作0。然而，如果不滿足這些條件中的任一個(gè)，則把輸出代碼設(shè)定為-1，以指示樣本塊不能被解碼。假定找到一個(gè)0位或一個(gè)1位，則把原始數(shù)據(jù)陣列DA中的原始數(shù)據(jù)成員DA[1]的第二個(gè)整數(shù)設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，把SIS
的下一跳轉(zhuǎn)索引JI遞增到2，這相應(yīng)于跳躍序列Hs中的第三個(gè)成員。從此跳躍序列號(hào)和編碼中所使用的移位索引，可確定I1和I0索引。然后，分析I1和I0索引的鄰域，以在幅度調(diào)制的情況下找到最大值和最小值，從而可從第三組64塊增量中解碼出下一位的值，依此類推到同步序列的十五個(gè)這樣的位。然后，可把存儲(chǔ)在原始數(shù)據(jù)陣列DA中的十五位與基準(zhǔn)同步序列相比較，以確定同步。如果存儲(chǔ)在原始數(shù)據(jù)陣列DA中的十五位與基準(zhǔn)同步序列之間的差錯(cuò)數(shù)超過先前設(shè)定的閾值，則所提取的序列不可接受為同步，以搜索三聯(lián)音重新開始搜索同步序列。
如果這樣檢測到有效的同步序列，則存在有效同步，然后除了每個(gè)PN15數(shù)據(jù)序列的檢測不以檢測到三聯(lián)音(這是為同步序列而準(zhǔn)備的)為條件以外，可使用與同步序列相同的的分析來提取PN15數(shù)據(jù)序列。在找到PN15數(shù)據(jù)序列的每一位時(shí)，把它作為原始數(shù)據(jù)陣列DA的相應(yīng)整數(shù)插入。在填充了原始數(shù)據(jù)陣列DA的所有整數(shù)時(shí)，(i)把這些整數(shù)與32個(gè)可能的PN15序列中的每一個(gè)相比較，(ii)最佳的匹配序列指示選擇把哪5位數(shù)字寫入輸出數(shù)據(jù)陣列OP的適當(dāng)陣列位置，以及(iii)遞增組計(jì)數(shù)器GC成員，以指示已成功地提取第一個(gè)PN15數(shù)據(jù)序列。如果在處理階段120確定還未把組計(jì)數(shù)器GC遞增到10，則程序流返回處理階段112，以對下一個(gè)PN15數(shù)據(jù)序列進(jìn)行解碼。
當(dāng)在處理階段120確定組計(jì)數(shù)器GC已被遞增到10，則在處理階段122讀取包含全部50位消息的輸出數(shù)據(jù)陣列OP。在24kHz的半速率采樣頻率下，一個(gè)消息塊中的樣本總數(shù)為45,056。狀態(tài)信息陣列SIS的幾個(gè)相鄰元素中的每一個(gè)代表與其相鄰元素隔開四個(gè)樣本的消息塊，這些相鄰元素可能導(dǎo)致同一消息的恢復(fù)，這是因?yàn)橥娇砂l(fā)生在相互接近的音頻流中的幾個(gè)位置。如果所有這些消息都相同，則已接收到無差錯(cuò)代碼的幾率很高。
一旦消息被恢復(fù)且在處理階段122讀取該消息，則在處理階段124把相應(yīng)SIS元素的前一條件狀態(tài)PCS設(shè)定為0，從而在處理階段126處重新開始搜索下一消息塊的同步序列的三聯(lián)音。
多級(jí)編碼通常，需要把不止一個(gè)消息插入同一音頻流中。例如，在電視廣播的環(huán)境中，節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)始發(fā)臺(tái)可插入其識(shí)別碼和時(shí)間標(biāo)記，傳送該節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)播(affiliate)臺(tái)也可插入它自己的識(shí)別碼。此外，廣告商或制造商有希望加上它自己的代碼。為了滿足這種多級(jí)編碼，可把50位系統(tǒng)中的48位用于該代碼，可把其余的2位用于級(jí)別規(guī)定。通常，第一節(jié)目材料產(chǎn)生者，即網(wǎng)絡(luò)將把代碼插入音頻流中。在三級(jí)系統(tǒng)的情況下，其第一消息塊將具有被設(shè)定為00的級(jí)別位，而對于第二和第三消息塊僅設(shè)定一同步序列和此第二級(jí)別位。例如，可把第二和第三消息的級(jí)別位都設(shè)定為11，以指示實(shí)際數(shù)據(jù)區(qū)還未被使用。
網(wǎng)絡(luò)聯(lián)播臺(tái)現(xiàn)在可以解碼器/編碼器組合輸入它自己的代碼，該解碼器/編碼器組合將利用11級(jí)別設(shè)定找到第二消息塊的同步。該臺(tái)把它自己的代碼插入這一塊的數(shù)據(jù)區(qū)中，并把級(jí)別位設(shè)定為01。下一級(jí)編碼器把它自己的編碼插入第三消息塊的數(shù)據(jù)區(qū)中，并把級(jí)別位設(shè)定為10。在解碼期間，級(jí)別位區(qū)分每個(gè)消息級(jí)的類別。
代碼擦除和改寫還可能需要提供擦除代碼或擦除和改寫代碼的裝置?？赏ㄟ^使用解碼器檢測三聯(lián)音/同步序列，然后修正三聯(lián)音頻率中的至少一個(gè)，從而使該代碼不再可恢復(fù)來實(shí)現(xiàn)擦除。改寫涉及提取音頻中的同步序列，測試數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)位，以及把一新的位僅插入沒有所要位值的那些塊中。通過放大和衰減數(shù)據(jù)區(qū)中的適當(dāng)頻率來插入該新的位。
延遲補(bǔ)償在編碼器12的實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，在任何給定的時(shí)間處理NC個(gè)音頻樣本，這里NC通常為512。為了實(shí)現(xiàn)通過延遲最少的操作，使用以下四個(gè)緩沖器輸入緩沖器IN0和IN1以及輸出緩沖器OUT0和OUT1。這些緩沖器中的每一個(gè)都可保存NC個(gè)樣本。在處理輸入緩沖器IN0中的樣本的同時(shí)，輸入緩沖器IN1接收新輸入的樣本。把來自輸入緩沖器IN0的經(jīng)處理的輸出樣本寫入輸出緩沖器OUT0，把先前經(jīng)編碼的樣本從輸出緩沖器OUT1寫到輸出。在有關(guān)這些緩沖器中每一個(gè)的操作結(jié)束時(shí)，對存儲(chǔ)在輸入緩沖器IN1中的樣本開始處理，同時(shí)輸入緩沖器IN0開始接收新的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在把來自輸出緩沖器OUT0的數(shù)據(jù)寫到輸出。只要新的音頻樣本到達(dá)編碼，編碼器的輸入和輸出部分中的緩沖器對之間的這種切換循環(huán)就繼續(xù)。清楚的是，到達(dá)輸入緩沖器的樣本所遭受的延遲等價(jià)于在其經(jīng)編碼的版本出現(xiàn)在輸出前以48kHz的采樣斜率填充兩個(gè)緩沖器所需的持續(xù)時(shí)間。此延遲近似于22ms。當(dāng)在電視廣播環(huán)境中使用編碼器12時(shí)，必須補(bǔ)償此延遲，以保持視頻與音頻之間的同步。
在圖9中示出這種補(bǔ)償配置。如圖9所示，把可用于圖1中的元件12、14和18的編碼配置200配置成接收模擬視頻和音頻輸入或數(shù)字視頻和音頻輸入。把模擬視頻和音頻輸入提供給相應(yīng)的視頻和音頻模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器202和204。把來自音頻模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器204的音頻樣本提供給音頻編碼器206，該編碼器206可以是公知的設(shè)計(jì)或可以如上所述配置。把數(shù)字音頻輸入直接提供給音頻編碼器206?；蛘?，如果輸入的數(shù)字位流是數(shù)字視頻和音頻位流部分的混合，則把輸入的數(shù)字位流提供給多路分用器208，該多路分用器208把輸入的數(shù)字位流的數(shù)字視頻和音頻部分分離，并把分離的數(shù)字音頻部分提供給音頻編碼器206。
由于音頻編碼器206如上所述相對于數(shù)字視頻位流把延遲施加到數(shù)字音頻位流上，所以在數(shù)字視頻位流中引入延遲器210。由延遲器210在數(shù)字視頻位流上所施加的延遲等于由音頻編碼器206在數(shù)字音頻位流上所施加的延遲。相應(yīng)地，將使編碼配置200的數(shù)字視頻和音頻位流的下游同步。
在把模擬視頻和音頻輸入提供給編碼配置200的情況下，把延遲器210的輸出提供給視頻數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器212，把音頻編碼器206的輸出提供給音頻數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器214。在把分開的數(shù)字視頻和音頻位流提供給編碼配置200的情況下，直接提供延遲器210的輸出作為編碼配置200的數(shù)字視頻輸出，且直接提供音頻編碼器206的輸出作為編碼配置200的數(shù)字音頻輸出。然而，在把混合的數(shù)字視頻和音頻位流提供給編碼配置200的情況下，把延遲器210和音頻編碼器206的輸出提供給多路復(fù)用器216，該多路復(fù)用器216把數(shù)字視頻和音頻位流重新組合成為編碼配置200的輸出。
以上討論了本發(fā)明的某些修改。本鄰域內(nèi)的技術(shù)人員將想到其它修改。例如，依據(jù)以上描述，編碼配置200包括延遲器210，該延遲器210把一延遲施加到視頻位流上，以補(bǔ)償音頻編碼器206施加到音頻位流上的延遲。然而，編碼配置200的某些實(shí)施例可包括視頻編碼器218，該視頻編碼器218可以是公知的設(shè)計(jì)，以根據(jù)可能的情況對視頻模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器202的視頻輸出或輸入的數(shù)字視頻位流或多路分用器208的輸出進(jìn)行編碼。在使用視頻編碼器218時(shí)，可如此調(diào)節(jié)音頻編碼器206和/或視頻編碼器218，從而施加到音頻和視頻位流上的相對延遲為零，從而使音頻和視頻位流同步。在此情況下，延遲器210不是必須的?；蛘?，可使用延遲器210來提供適當(dāng)?shù)难舆t，可把它插入視頻或音頻處理中，從而施加到音頻和視頻位流上的相對延遲為零，從而使音頻和視頻位流同步。
在編碼配置200的又一個(gè)實(shí)施例中，可使用視頻編碼器218而非音頻編碼器206。在此情況下，需要延遲器210，以把一延遲施加到音頻位流，從而音頻和視頻位流之間的相對延遲為零，從而使音頻和視頻位流同步。
相應(yīng)地，本發(fā)明的描述只是示意性的，以向本鄰域內(nèi)的技術(shù)人員指示實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。細(xì)節(jié)基本上可變，而不背離本發(fā)明的精神，保留對所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有修改的排他使用。
權(quán)利要求
1.一種以一代碼對一信號(hào)進(jìn)行編碼的編碼配置，該信號(hào)具有一視頻部分和一音頻部分，所述編碼配置包括編碼器，配置成對該信號(hào)的一個(gè)部分進(jìn)行編碼；以及，補(bǔ)償器，配置成補(bǔ)償編碼器所引起的視頻部分和音頻部分之間的任何相對延遲。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼配置，其特征在于編碼器是一音頻編碼器，該音頻編碼器配置成以一音頻代碼對信號(hào)的音頻部分進(jìn)行編碼，補(bǔ)償器配置成補(bǔ)償由音頻編碼器引起的視頻部分和音頻部分之間的任何相對延遲。
3.如權(quán)利要求2所述的編碼器配置，其特征在于還包括一視頻編碼器，該視頻編碼器配置成以一視頻代碼對信號(hào)的視頻部分進(jìn)行編碼。
4.如權(quán)利要求1所述的編碼器，其特征在于補(bǔ)償器包括一延遲器，該延遲器配置成使視頻部分相對于音頻部分延遲，以補(bǔ)償編碼器所引起的視頻部分和音頻部分之間的任何相對延遲。
5.如權(quán)利要求1所述的編碼器，其特征在于補(bǔ)償器包括一延遲器，該延遲器配置成使信號(hào)的一個(gè)部分相對于另一個(gè)部分延遲，以補(bǔ)償編碼器所引起的視頻部分和音頻部分之間的任何相對延遲。
6.一種從接收到的信號(hào)中讀取數(shù)據(jù)元素的方法，包括以下步驟a)計(jì)算接收到的信號(hào)的n樣本的第一塊的傅里葉變換；b)就數(shù)據(jù)元素對第一塊進(jìn)行測試；c)如果在第一塊中找到該數(shù)據(jù)元素，則把一SIS陣列的一陣列元素SIS[a]設(shè)定為預(yù)定值；d)對于接收到的信號(hào)的n個(gè)樣本的第二塊，更新n個(gè)樣本的第一塊的傅里葉變換，這里，第二塊與第一塊的不同在于k個(gè)樣本，k＜n；e)就數(shù)據(jù)元素對第二塊進(jìn)行測試；以及，f)如果在第一塊中找到該數(shù)據(jù)元素，則把SIS陣列的一陣列元素SIS[a+1]設(shè)定為預(yù)定值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于依據(jù)以下公式來執(zhí)行步驟d)F1(u0)=Fold(u0)exp-(2πu0k256)]]>以及Fnew(u0)=F1(u0)+Σm=1m=4(fnew(m)-fold(m))exp-(2πu0(k-m+1)256)]]>這里，fold是對應(yīng)于第一塊的傅里葉變換頻率，fnew是對應(yīng)于第二塊的經(jīng)更新的傅里葉變換頻率，u0是感興趣的頻率索引。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，步驟d)限于感興趣的頻率索引范圍。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于對于預(yù)定數(shù)目為m的數(shù)據(jù)元素重復(fù)步驟d)-f)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括以下步驟g)把預(yù)定數(shù)目為m的數(shù)據(jù)元素與一基準(zhǔn)相比較；h)把一原始數(shù)據(jù)陣列DA的一個(gè)整數(shù)設(shè)定為依據(jù)步驟g)的一個(gè)值。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于重復(fù)步驟d)-h)，直到找到預(yù)定的數(shù)據(jù)元素。
全文摘要
一種編碼器，配置成把一二進(jìn)制代碼位加到一信號(hào)的塊上，該編碼器在該塊內(nèi)選擇，(i)預(yù)定信號(hào)帶寬內(nèi)的基準(zhǔn)頻率，(ii)與基準(zhǔn)頻率有第一預(yù)定偏移的第一代碼頻率，以及(iii)與基準(zhǔn)頻率有第二預(yù)定偏移的第二代碼頻率。增加該信號(hào)在第一代碼頻率處的頻譜幅度，從而使該第一代碼頻率處的頻譜幅度在其頻率鄰域內(nèi)為最大值，減小信號(hào)在第二代碼頻率處的頻譜幅度，從二使該第二代碼頻率處的頻譜幅度在其頻率鄰域內(nèi)為最小值?；蛘撸言诘谝缓偷诙a頻率中的一個(gè)頻率處頻譜幅度較小的信號(hào)的部分指定為可修正信號(hào)分量，從而為了指示該二進(jìn)制位，如此改變可修正信號(hào)分量的相位，從而該相位與基準(zhǔn)信號(hào)分量的相位的差別在預(yù)定的數(shù)量內(nèi)。要么，可把第一代碼頻率的頻譜幅度與在第一頻率鄰域內(nèi)有最大幅度的頻率的頻譜幅度交換，并把第二代碼頻率的頻譜幅度與在第二頻率鄰域內(nèi)有最小幅度的頻率的頻譜幅度交換。一種解碼器，可配置成對該二進(jìn)制位進(jìn)行解碼。
文檔編號(hào)H04H20/31GK1497879SQ20031011421
公開日2004年5月19日 申請日期1998年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月16日
發(fā)明者V·斯里尼瓦桑, V 斯里尼瓦桑 申請人:尼爾遜媒介研究股份有限公司