[发明专利]利用数字信号分频带编码的数字传输系统

说明书

本发明涉及一种具有一个发射机和一个接收机的数字传输系统，该发射机包括一个编码器，该接收机包括一个译码器，用于对一个数字信号、例如一个具有一给定采样频率F_S的数字音频信号进行分频带编码，该编码器响应于该数字信号、产生M个采样频率降低的分频带信号，该编码器将该数字信号的频带划分成接续的频带数目为m（1≤m≤M）的分频带，m随频率增加增大。该译码器响应于该M个分频带信号、用于重构该数字信号，这个译码器将这些分频带合并成采样频率增高的该数字信号频带。

本发明也涉及用于该传输系统的发射机和接收机，用于该发射机的编码器，用于该接收机的译码器，用于该编码器的分析滤波器，一种用于该译码器的合成滤波器，以及分别包含该发射机和接收机的数字音频信号记录和重现设备。

一种进行分频带编码的系统已由题为“The    Critical    Band    Coder-Digital    encoding    of    speech    signals    based    on    the    Percep    tual    requirement    of    the    anditory    system”（临界频带编码器-基于听觉系统的官要求的数字编码）（M.E.Krasner，Proc.IEEE    ICASSP80，Vol.1，PP.327-311，April    9-11，1980.）的文章所公开。在这个公知系统中，语言信号的频带被细分成一些分频带，其频带宽度大致相当于在相应的频率范围内人的听觉系统的临界频带的频带宽度（参见Krasner文章中的图2）。选择这样的细分是因为根据心理听觉实验，当量化考虑了人听觉系统的噪声掩蔽曲线时（这个曲线表示了用一个临界频带中央的单独一个音调掩蔽该临界频带中噪声的阈值，参见Krasner的文章中的图3），可以预计得出，在一个像这样的分频带中，量化噪声会被在这个分频带内的信号最佳地掩蔽。

本发明的目的就是提供一种数字传输系统，其中经由发射机和接收机之间的传输媒介进行传输的信息被划分成具有大体相等频带宽度的一些分频带，并且该信息被构造成实际上没有因为在接收机侧重构信号时发生重叠而引起失真，并且在该系统中的编码器和译码器就计算时间和所需电路的复杂程度而论是非常有效的。

本发明数字传输系统的特征在于，该编码器包括分析滤波器装置和信号处理单元，该分析滤波器包括M个分析滤波器，每一个具有一个输入和两个输出，这些滤波器的2M个输出被连接到该分析滤波器的2M个输出上，用于提供2M个采样频率为Fs/M的输出信号，每个分析滤波器用于对加于其输入端的信号进行两个不同的滤波并将这个输入信号的两个不同的滤波后的信号提供到两个输出中相应的一个上，这2M个滤波器输出中的每一个被连接到一个信号处理单元的2M个输入中相应的一个上，该处理单元的M个输出被连接到该编码器的M个输出上，用于提供M个分频带信号，该信号处理单元用于在M个输出端的每一个上提供输出信号，一个输出信号至少是加于其2M个输入端的一些输入信号的组合，该译码器包括另一个信号处理单元和合成滤波器装置，该另一个信号处理单元具有用于接收该M个分频带信号的M个输入和2M个输出，该合成滤波器装置包括M个合成滤波器，每一个有2个输入，以及一个与该译码器输出端连接的输出，该另一个信号处理单元用于在其2M个输出端的每一个上产生一个输出信号，一个输出信号至少是加于其M个输入端的一些输入信号的组合，该另一个信号处理单元的每一对输出被连接到M个合成滤波器中相应一个的两个输入组成的一对上，每一个合成滤波器有一个输出，每一个合成滤波器用于对加于其两个输入端的信号进行不同的滤波，并将这两个滤波后信号的一个组合作为其输出，每一个输出可以被连接到该合成滤波器装置的输出上以提供具有采样频率为Fs的该数字信号的重现，因为该编码器用于将该数字信号的频带划分成一些接续的具有大体相等频带宽度的分频带，并且因为每一个分析和合成滤波器的系数是由一个具有低通滤波特性的频带宽度大体等于这些分频带的频带宽度一半的标准滤波器的系数推导出来的。