[发明专利]数字音频信息在其存储媒介上的多路调制编码方法与装置

说明书

本发明涉及能显著扩展激光盘、袖珍盘、数字音频磁带及其它常规数字录音媒介有效容量的方法与装置，更具体而言涉及将多数字声信号多路调制到数字通道上的方法及其相关装置，其中该通道正为这些记录媒介上的脉冲编码调制(PCM)数字音频通道所占用。

目前市场上标准的数字音频格式为双通道立体声16位线性PCM系统。这种编码形式用于袖珍盘(CDs)、激光盘和数字音频磁带(DAT)，以及专业数字磁带录音机。它在略高于90dB的动态范围内提供双声道，且对于常规的CD，它提供大约一小时的录音时间。一种误差修正技术系统被用来检测并修正位误差，从而导致了能给出可靠的高质量立体声录音的系统。

尽管16位线性数字音频可提供良好的录音质量，但它还不能达到非常高的质量标准以满足录音爱好者的要求。目前已经出现了新的20位模-数编码器和数-模解码器，但这些器件不能与用于现有CD和激光盘的16位线性PCM技术相兼容；从而该新型编码器和解码器对质量的改善不能在现行的数字音频标准中实现。

常规数字录音媒介对双通道立体声的限制以及大约一小时的录音时间也是不合要求的。例如，六声道装置将具有产生类似于十足装备的六轨剧场环境收听效果的潜力。另外，可在单个盘上进行远超过一小时的录音，这在许多情况下将是有利的，同时其非常迅速的盘存取能力仍将允许录音的任何部分被快速和方便地存取。

本发明的目的在于提供一种方法和装置，其用于将更高质量的多通道数字音频存储于常规录音媒介(如CD、激光盘和DAT)的立体声通道和/或进行比该媒介通常所能实现的录音时间更长的录音。该系统有足够的适应性，能处理许多不同种类的音频输入，且不需要特别的新成分。

该目的通过压缩多轨输入数字音频信号的数据比特率以使其压缩后组合数据比特率不超过该音频存储媒介的最大数据比特率而实现。接着，该压缩信号相互进行多路调制以产生一多路调制信号，该信号具有不超过该存储媒介最大容量的数据比特率。在编码成该存储媒介所使用的格式之后(例如常规的AES/EBU)，该多路调制信号被记录在该存储媒介之上。实现重放的过程是，从存储媒介上读取所录信号，对该读取信号以与编码方式互补的方式进行解码，对该解码信号以与多路调制方式互补的方式进行信号分离，再对该分离信号以与压缩方式互补的方式进行解压缩。然后该解压缩信号可通过数-模变换器(DAC)进行处理并提供给扬声器。

压缩因子的选择与输入信号通道的数据比特率、录音媒介的数据比特率容量以及输入通道数相关，以便使压缩后输入信号的组合数据比特率不超过该录音媒介的容量。用于存储音频采样的录音媒介具有对每个采样预定的位数，从而压缩输入信号被多路调制成具有相同位数的数据组。尽管这样会导致某些输入采样被分离在不同的数据组之中，但互补的解码处理可恢复原始采样的完整性。

不同输入格式要求不同类型的多路调制，为适应这一点，可将识别标志码与该输入信号一起录入以保证信号分离以互补的方式进行。这一点的实现，可指定32位AES/EBU子系统中的一位作为识别标志，也可提供一个独立的模式识别输入。当大量输入轨道存在时，如当具有扩展长度的较低质量输入轨道被分解为用以顺序编码的大量子通道时，可利用中等存储媒介编辑各个输入通道组以进行多路调制。

附图简要说明：

图1为将多数字音频输入在数字存储媒介上进行编码的系统框图，该数字存储媒介的容量小于输入信号组合的容量；

图2为解码系统的框图，该系统用于从该存储媒介上重现该数字音频信号；

图3描述了较高比特级音频输入信号至记录于数字音频存储媒介的较低比特级数据流的压缩与多路调制；

图4为另一种用于大量输入数据通道的多路调制方案的框图；

图5的数据图描述了用于本发明优选方案的常规AES/EBU接口标准；

图6A1～图6A7以及图6B1～图6B7共同组成了用于本发明优选方案的AES/EBU编制器的原理图；

图7A1～图7A7、图7B1和图7B2以及图7C1～图7C7共同组成了用于本发明优选方案的解码器的原理图。

本发明给出了将六个或甚至更高质量(即20位)的数字音频通道可兼容地编码于常规立体声PCM数据比特流上的方法，因而极大地扩展了数字音频存储媒介(如CD、激光盘和DAT)的有效数据存储容量。例如，在通常只能存储大约一小时立体声(双通道)16位音频的CD上，这种方法可记录一小时六轨超高保真20位音频，或记录四小时16位立体声数字音频，或记录四十小时调幅射频质量的音频。