Спосіб кодування аудіосигналу, оцифрованого з низькою частотою дискретизації

1 Спосіб кодування аудіосигналу, оцифрованого з низькою частотою дискретизації, в якому в кожному випадку деяку КІЛЬКІСТЬ розташованих у порядку зростання ЛІНІЙ спектра частот оцифрованого аудіосигналу, які відповідають певному діапазону масштабних множників, кодують одним і тим самим масштабним множником і в якому всі послідовно розташовані діапазони масштабних множників утворюють область, всередині якої всі масштабні множники кодують однією і тією самою КІЛЬКІСТЮ бітів, яку визначають ВІДПОВІДНО ДО най більшого масштабного множника згаданої області, який відрізняється тим, що лінії спектра частот принаймні найвищої області діапазонів масштабних множників кодують масштабним множником 0 і тим, що не здійснюють кодування масштабним множником принаймні для найвищої області 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що біти, заощаджені завдяки відсутності масштабних множників принаймні для найвищої області, використовують для більш точного квантування ЛІНІЙ спектра частот у решті спектра 3 Спосіб за пп 1 або 2, який відрізняється тим, що перед кодуванням проводять групування ЛІНІЙ спектра частот у діапазони масштабних множників таким чином, що ширина діапазонів масштабних множників найвищої області менша, ніж ширина діапазонів масштабних множників найвищої області стандарту ISO-MPEG2 Layer З 4 Спосіб за одним з пп 1-3, який відрізняється тим, що заголовок блока кодованого аудіосигналу, який є модифікацією заголовка блока MPEG, передають для повідомлення про нестандартну частоту дискретизації 5 Спосіб за п 4, який відрізняється тим, що шістнадцятковим кодом слова синхронізації заголовка блока є "FFE" О Ю 00 Даний винахід стосується способу кодування аудіосигналу, який було перетворено у цифрову форму з низькою частотою дискретизації Зокрема винахід відноситься до способу кодування, який тільки незначно відрізняється від рівня 3 Стандарту ISO-MPEG2 і який забезпечує малу швидкість передачі даних від перетворюваних у цифрову форму аудіосигналів з меншою частотою дискретизації у порівнянні з частотою дискретизації ВІДПОВІДНО до рівня 3 Стандарту ISO-MPEG2 Існуючий Стандарт ISO 13818-3 (MPEG2 аудю) визначає у рівні 3 спосіб кодування для сигналів з частотами дискретизації між 24кГц і 16кГц та забезпечує швидкості передачі даних до мінімум 8кбіт/с Зокрема, при цій дуже низькій швидкості передачі даних, яка є особливо зручною для передачі в комп'ютерних мережах, використання ще менших частот дискретизації є особливо бажаним На жаль, згаданий Стандарт цього не забезпечує Тому, базуючись на цьому попередньому рівні техніки, завданням даного винаходу є подальша розробка згаданого способу кодування аудіосигналів таким чином, щоб з найменшим можливим відхиленням від Стандарту дискретизація здійснювалась би при частотах дискретизації, які не відповідають Стандарту, більш того, необхідно зберегти можливість декодування існуючими декодерами з мінімумом модифікацій 48195 Ця задача досягається завдяки способу згідно з пунктом 1 формули винаходу Взагалі даний винахід забезпечує кодування аудіосигналів, які було перетворено у цифрову форму з нижчою частотою дискретизації у порівнянні з частотою дискретизації ВІДПОВІДНО ДО рівня З Стандарту ISO-MPEG2 Взагалі у межах суті даного винаходу, а також і згаданого Стандарту, ПОСЛІДОВНІ частотні лінії перетвореного у цифрову форму аудіосигналу, які належать діапазону масштабного множника, кодуються одним і тим же масштабним множником, який передається разом з кодованим діапазоном масштабного множника Далі, у ВІДПОВІДНОСТІ до відомого способу згідно зі згаданим Стандартом, ПОСЛІДОВНІ діапазони масштабних множників створюють область, всередині якої всі масштабні множники кодуються однаковою КІЛЬКІСТЮ бітів, яка визначається ВІДПОВІДНО до найбільшого масштабного множника даної області В рівні 3 Стандарту ISO-MPEG2 всі діапазони масштабних множників всіх областей позначаються масштабними множниками Тільки останній діапазон, всередині якого знаходяться ті частотні лінії, які залишились після необхідного позначення частотних ЛІНІЙ, не має масштабного множника при кодуванні у ВІДПОВІДНОСТІ ДО згаданого Стандарту На відміну від Стандарту в даному винаході принаймні частотні лінії найвищої області діапазонів масштабних множників кодуються масштабним множником 0 таким чином, що принаймні для найвищого діапазону немає кодування і передачі масштабного множника Біти, ЯКІ зберігаються через відсутній масштабний множник або масштабні множники, використовуються для більш точного квантування частотних ЛІНІЙ решти частини спектру у порівнянні з Стандартом У ВІДПОВІДНОСТІ до іншого важливого варіанту даного винаходу групування частотних ЛІНІЙ В діапазони масштабних множників змінюється у порівнянні зі згаданим Стандартом таким чином, що ширини діапазонів масштабних множників всередині найвищої області зменшуються у порівнянні з ширинами діапазонів масштабних множників найвищої області ВІДПОВІДНО до рівня 3 Стандарту ISO-MPEG2 Далі найкращий варіант втілення способу згідно з даним винаходом буде пояснюватись більш детально У втіленні способу згідно з даним винаходом заголовок блоку, який є модифікацією заголовка блоку Стандарту MPEG, використовується для повідомлення про нестандартну частоту дискретизації і нестандартне кодування для декодера Для цього шістнадцятирічне слово синхронізації "FFF" (шістнадцятирічне позначення дванадцяти одиниць) всередині заголовка блоку замінюється словом синхронізації "FFE" (одинадцять одиниць і нуль) Коли декодер розпізнає модифіковане таким чином слово синхронізації, це є ознакою того, що бітовий потік містить сигнал, який у порівнянні з Стандартом MPEG2 було перетворено у цифрову форму з наполовину меншою частотою дискретизації (12кГц, 11 025кГц або 8кГц) В усіх інших відношеннях структура бітового потоку є незмінною у порівнянні з Стандартом У варіанті втілення з частотою дискретизації 8кГц, який тут буде обговорюватись, групування частотних ЛІНІЙ в діапазони масштабних множників також модифікується Тут використовується конструкція у форматі бітового потоку рівня 3, за допомогою якої КІЛЬКІСТЬ бітів для кодування спектру може збільшуватись Наприклад, в рівні 3 Стандарту MPEG2 двадцять один діапазон масштабних множників у випадку так званих довгих блоків або три помножити на дванадцять діапазонів масштабних множників у випадку так званих коротких блоків діляться на чотири області у кожному випадку, а саме 6-5-5-5 діапазонів масштабних множників на область для довгих блоків та 9-9-9-9 діапазонів масштабних множників для коротких блоків В кожній з цих областей масштабні множники кодуються стількома бітами, скільки їх потрібно для найбільшого масштабного множника відповідної області КІЛЬКІСТЬ бітів для кодування кожної області повідомляється через значення "стискання масштабного множника" в сторінковій інформації бітового потоку У способі згідно з даним винаходом таблиця діапазонів масштабних множників змінюється для частоти дискретизації 8кГц таким чином, що найвища область спектру містить тільки декілька ЛІНІЙ, ЯКІ через обмеження ширини діапазону, як правило, не використовуються або використовуються тільки частково Згідно З даним винаходом масштабні множники діапазонів масштабних множників найвищої області встановлюються на нуль без виключення таким чином, що будь-яке кодування масштабних множників не є необхідним В результаті появи вільних бітів внаслідок цього в наявності є додаткові біти для квантування спектру Фактично у способі згідно з даним винаходом спектр розділяється для цього варіанту втілення на 17 діапазонів масштабних множників, однак без відмови від синтаксису бітового потоку ВІДПОВІДНО до Стандарту MPEG2 Таблиці для діапазонів масштабних множників наводяться далі Перша таблиця для ширин діапазонів масштабних множників для частоти дискретизації 16кГц відповідає рівню 3 Стандарту ISOMPEG2 Другу таблицю було змінено у ВІДПОВІДНОСТІ до рекомендацій даного винаходу для частоти дискретизації 8кГц Ширини діапазонів масштабних множників для частоти дискретизації 16кГц (для порівняння у ВІДПОВІДНОСТІ до Стандарту) Довгі блоки 6, 6, 6, 6, 6, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 38, 46, 52, 60, 68, 58, 54 Короткі блоки 4, 4, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 18, 24, ЗО, 40, 18 Ширини діапазонів масштабних множників для частоти дискретизації 8кГц Довгі блоки 12, 12, 12, 12, 12, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48, 56, 64, 76, 90, 2, 2, 2, 2, 2 Короткі блоки 8, 8, 8,12, 16, 20, 24, 28, 36, 2, 2, 2, 26 5 48195 6 Зрозуміло, що останні діапазони масштабних 4000Гц до 3300Гц Таким чином бажаний ефект множників у способі згідно з даним винаходом поможе досягатись при умові що використовувана мітно зменшились у порівнянні з відомим спосоширина діапазону є меншою від 3300Гц, що безубом ВІДПОВІДНО до Стандарту У випадку кодування мовно має сенс при швидкості передачі бітів з довгими блоками останні 100 частотних ЛІНІЙ 8кбіт/с, для якої призначається частота дискретикодуються без масштабного множника Це ВІДПОВІзацм 8кГц дає обмеженню можливої ширини діапазону від ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71