本发明涉及用于把一组数字信息信号编码成一个传输信号的一种 编码装置、用于对该组数字信息信号编码的一种方法以及对传输信号译 码以再生该组数字信息信号的一种译码装置。与本段开头对应的编码装 置出自EP678,226-A1，即本说明末尾有关文献清单中的文献(8)。

当发送第一主信号分量(一个立体声信号的左侧信号分量L)、第 二主信号分量(右侧信号分量R)和辅助分量(中央信号分量C)时， 可以执行矩阵变换以得到等于L+a.c的第一复合信号分量Lo和等于R +b.c的第二复合信号Ro，并发送信号Lo，Ro和C。信号一旦经不 带有对应反矩阵变换电路的标准接收机接收，信号分量Lo和Ro就用于 通过两个立体声扬声器提供给听众。因此尽管听众具有的是一个标准接 收机，他也能感受到发送的C分量。

在J.A.E.S.第40卷第5期，1992年5月，第376-382页，以及 W.R.Th.ten Kate等人所写论文“比特率减缩声频信号的矩阵变换”， ICASSP会议录，1992年3月23～26日，San Francisco，第2卷第 II.205到II.208页，即参考文献清单中的文献(1a)和(1b)，以及 文献(8)中讨论了这种矩阵变换方案。

在公开的欧洲专利申请457,390A1(PHN13.328)和457,391A1 (PHN13.329)，即参考文献清单中的文献(7a)和(7b)中描述了 用于简缩信号比特率的压缩装置。另外，还可以参考被称作MPEG-1 和MPEG-2文献的两个ISD/IEC标准文献，即有关文献清单中的文 献(9)和(10)。

本发明旨在提供一种用于对较低比特率的多个信息信号编码的不 同的编码装置。

根据本发明，对一组数字信息信号编码的装置至少包括： -用于接收第一数字信息信号的第一输入装置， -用于接收第二数字信息信号的第二输入装置， -用于接收第三数字信息信号的第三输入装置， -用于从至少第一，第二和第三数字信息信号中产生一个数字复合信号 的矩阵变换装置，该装置包括： -用于组合至少第一和第二数字信息信号并产生第一组合信号的第一 信号组合装置， -用于组合至少第二和第三数字信息信号以得到第二组合信号的第二 信号组合装置， -用于组合至少第一和第二组合信号以得到复合信号的第三信号组合 装置， 该装置还包括： -用于对数字复合信号进行数据压缩以得到一个数据简缩数字复合信 号的第一数据压缩装置， -用于从第一和第二组合信号中选择一个信号以得到第一辅助信号以 及用于从至少第一、第二和第三数字信息信号中至少选择一个信号以得 到至少一个第二辅助信号的选择装置， -分别对至少第一和第二辅助信号进行数据压缩以得到至少第一和第 二数据简缩辅助信号的至少第二和第三数据压缩装置， -用于把数据简缩复合信号和至少第一和第二数据简缩辅助信号组合 成适于通过传输媒体传输的一个传输信号的格式化装置。

本发明建立在以下认识的基础上。本发明的目的在于提供作为范例 的一个3-声道编码装置，它向下兼容以便不仅能进行3-声道译码， 也能使用原有技术的译码器进行2-声道译码和1-声道译码。

这种编码装置要对上述三种信息信号编码，即用于左前扬声器(从 现在起定义为L扬声器和L信号)、右前扬声器(从现在起定义为R 扬声器和R信号)的信号和用于前端中央扬声器的信号(C)。更具 体地说，编码的实现必须使得由一个标准的单声道译码器进行译码时能 产生一个复合单声道信号，由一个标准立体声译码器进行译码时能产生 一个兼容的立体声信号，而由一个对应的3-声道译码器译码时能产生 送到译码器的三个原始信号。

为了实现这种译码，编码器从三个原始信号中产生一个复合信号， 该复合信号在由一个单声道译码器译码时可用作单声道信号。另外从编 码器产生的两个组合信号中选择一个组合信号。一旦由一个标准立体声 译码器译码，译码器能够对复合信号和所选的一个组合信号译码，并从 复合信号和所选的组合信号中恢复另一组合信号。因此得到的两个组合 信号可以由立体声译码器再现为一个立体声信号。另外，还选择了三个 原始信号中的一个并发送。一旦由一个3-声道译码器译码，该译码器 也能恢复发送的这个原始信号，并从复合信号、所选的一个组合信号及 所选的一个原始信号中恢复其它两个原始信号。这样得到的三个原始信 号就可以由上述三个扬声器再现。

一个4-声道信号同样也能根据本发明的方法进行编码。还是产生 一个复合信号并对其编码以用于传输。还是从产生的两个组合信号中选 择一个组合信号用于传输。另外，选择四个原始信号中的两个用于传 输。译码的时候，或者是复合信号再现为一个单声道信号，或者是重新 生成的两个组合信号再现为一个立体声信号，或者重新生成和再现四个 信号。

参考以下附图所述实施例，将进一步阐明本发明的上述和其它方 面，在这些附图中，

图1表示与本发明对应的编码装置中的矩阵变换电路，

图2表示与本发明对应的编码装置的另一部分，

图3和4表示编码器中用于得到选择信号的计算单元的各种实施 例，

图5表示选择组合信号之一用于传输和选择三个原始信号中的一个 用于传输的一种方案，

图6a表示选择在三个数据压缩单元中进行数据压缩所要求的掩蔽 阈值，

图6b表示用于选择在三个数据压缩单元中进行数据压缩所要求的 掩蔽阈值的电路另一实施例，

图7a，7b和7c表示对于第一和第二辅助信号的三种不同选择， 在矩阵变换单元对其进行矩阵变换之前，数据压缩信号的附加数据扩展 特性，

图8a和8b表示对于第一和第二辅助信号的两种不同选择，对译码 装置的进一步改进，

图9a表示与本发明对应的编码装置，

图9b表示取决于具有不同数据内容的传输信号的不同译码步骤，

图10表示与本发明对应的译码装置的另一实施例，

图11表示由原有技术的立体声译码器所进行的译码，

图12表示由原有技术的单声道译码器所进行的译码，

图13表示传输信号中包含的一个帧，

图14表示一个记录装置中包含的编码装置，

图15表示一个重放装置中包括的译码装置，

图16表示一个4-声道形式编码装置的矩阵变换电路，

图17表示4-声道编码装置的另一部分。

编码器第一实施例的一部分如图1所示，另一部分如图2所示。图 1表示得到复合信号Mo的编码器部分。编码器有用于接收三个数字形 式的信息信号L，C和R的输入端1，2和3。三个信息信号可以是 具有诸如16KHz带宽的宽带数字音频信号，因此他们被以32KHz速率 抽样。输入端1和2分别与信号组合单元10的对应输入22和24连接。 信号组合单元10的输出26与信号组合单元14的输入28连接。输入端 2和3分别与信号组合单元12的对应输入30和32连接。信号组合单元 12的输出34与信号组合单元14的输入36连接。一般来说，信号组合 单元通过使信号与对应的乘数值相乘并把被乘后的信号相加来组合加 到其输入端的信号。信号组合单元10，12和14最好只是简单的加法 器。

在端子54上可以得到复合信号Mo。复合信号Mo满足以下关系：

Mo＝Sl+Sr                 (式1) 如图2所示，复合信号Mo被送到数据压缩单元80.1，以得到一个数据 简缩复合信号。数据简缩兼容信号在图2的模块88中被转换成用于通 过传输媒体(一个广播信道或一个存储媒体，例如一个固态存储器，一 个磁或光记录载体)传输的传输信号。组合单元88把加到其输入端的 信号组合成一个串行数据流，还可能对串行数据流中包含的信息进行一 次信道编码。有关文献清单中的文献(5)描述了对串行数据流进行信 道编码以获得传输信号的一种方法。串行数据流最好是符合文献(9) 中给出的ISO/IEC标准。

一旦由包括一个标准单声道译码器的接收机进行接收，这个译码器 能对复合信号Mo进行译码以通过放置于房间内的一个或多个扬声器作 单声道重放。

在信号组合器10和12的输出26和34上，分别可以得到满足以下 等式的信号Sl和Sr：

Sl＝L+C           (式2a)

Sr＝R+C               (式2b) 这里，可以认为加到输入端2的信号可以是一个环绕声信号S，而不是 中央声道信号C。当从三个信号L，R和S中获取信号Sl和Sr时，可 按下述方式进行：

Sl＝L+S                (式3a)

Sr＝R-S                (式3b)

参见图2，编码器还提供了两个选择单元84.1和84.2。选择单元 84.1从分别送到端子86.1和86.2的两个信号Sl和Sr中选择一个。根据 图1，显然图2所示的端子86.1实际上是与信号组合单元10的输出26 (或信号组合单元14的输入28)连接，以接收信号Sl，端子86.2实 际上是与信号组合单元12的输出34(或信号组合单元14的输入36) 连接，以接收信号Sr。由选择器84.1选择的信号被称作第一辅助信号， 它被送到数据压缩单元80.2。选择单元84.2从分别送到端子86.3，86.4 和86.5的三个信号L、C和R中选择一个。根据图1，显然图2所示 的端子86.3实际上是与输入端1(或信号组合单元10的输入22)连接 以接收信号L，端子86.4实际上是与输入端2连接以接收信号C，端 子86.5实际上是与输入端3(或信号组合单元12的输入32)连接以接 收信号R。由选择器84.2选择的信号称作第二辅助信号，它被送到数 据压缩单元80.3。数据压缩的第一和第二辅助信号也在模块88中被转 换并与数据简缩复合信号组合，用于通过传输媒体传输。

一旦由一个单声道译码器进行接收，这个译码器能对复合信号Mo 译码以进行单声道重放。另外，一个标准的立体声译码器能对Mo信号 和第一辅助信号译码，以从中恢复第一和第二组合信号并通过放置在房 间内立体声设备中的两个扬声器重放作为复合立体声信号的第一和第 二组合信号。

例如，假设选择器84.1选择信号Sl作为第一辅助信号。译码器将 接收信号Mo和Sl，信号Sr可以通过下式得到

Sr＝Mo-Sl                         (式4) 这样，通过把信号Sl送给左前扬声器并把信号Sr送给右前扬声器，就 可以按照2-声道立体声重放方式来重放信号Sl和Sr。

另外，一个3-声道译码器能对Mo信号和第一及第二辅助信号译 码，以从中恢复第一、第二和第三信息信号并通过放置在房间中的扬声 器重放第一、第二和第三信息信号。

例如，假设选择器84.1选择信号Sl作为第一辅助信号，选择器84.2 选择R信号作为第二辅助信号。译码器将接收信号Mo，Sl和R。如 上面所示，使用式4可以得到信号Sr。另外，信号C可以使用下式得 到：

C＝Sr-R                 (式5) 接着，使用以下公式可以得到信号L：

L＝Sl-C                 (式6)

辅助信号的选择可以按如下方式实现。编码装置带有一个如图3所 示的计算单元94a，它接收作为输入信号的信号Mo，L、C、R、 Sl和Sr。计算单元94a生成用划圈数字1和2表示的两个选择信号。 参见图2，带有划圈数字1的选择信号被送到选择单元84.1的选择输入 90.1。带有划圈数字2的选择信号被送到选择单元84.2的选择输入 90.2。

显然，为了使译码器能够从通过传输媒体传输并接收的信号中译出 原始信号，需要与被发送的信号一起发送选择信号。因此，在图2的实 施例中，选择信号经线路96被送到信号组合单元88。选择信号包括在 用于传输的传输信号之中，以便译码器接收时能够恢复它们。

可以有各种算法用于从加到计算单元的输入信号中生成两个选择 信号。在如图3所示的一个计算单元实施例中，计算单元94a用于计算 三个数据压缩单元80.1、80.2和80.3所能实现的数据简缩量，该简缩 量取决于从第一组的两个信号(Sl，Sr)中选择哪个信号作为第一辅助 信号以及从第二组的三个信号(L、C、R)中选择哪个信号作为第 二辅助信号。计算单元94a还用于确定可实现最大数据简缩量的那种从 第一组两个信号中选择某个信号以及从第二组三个信号中选择某个信 号的方案，并生成与该选择对应的两个选择信号。

在如图4所示的另一个计算单元实施例中，计算单元94b用于计算 图2的数据压缩单元80.1和80.2所实现的数据简缩量，该简缩量取决 于从第一组的两个信号中选择哪个信号作为第一辅助信号以及从第二 组的三个信号中选择哪个信号作为第二辅助信号。计算单元94b只要求 提供信号Mo，Sl和Sr。计算单元94b还用于确定能在数据压缩单元 80.1和80.2中实现最大数据简缩量的那种从第一组信号中选择某个信 号以及从第二组信号中选择某个信号的方案，并生成与该选择对应的两 个选择信号。

在附图中没有表示的另一个计算单元94的实施例中，计算单元94 用于计算图2数据压缩单元80.1所实现的数据简缩量，该简缩量取决于 从第一组的两个信号中选择哪个信号作为第一辅助信号以及从第二组 的三个信号中选择哪个信号作为第二辅助信号。计算单元94的这个实 施例还用于确定能在数据压缩单元80.1中实现最大数据简缩量的那种 从第一组信号中选择某个信号以及从第二组信号中选择某个信号的方 案，并生成与该选择对应的两个选择信号。

原有技术文献描述了对加到数据压缩单元80.1、80.2和80.3上的 信号进行数据简缩的方法。这方面可以参考本说明末尾的文献清单中所 列各种文献。一种这样的数据简缩技术是用于MPEG-1和MPEG- 2及DAB(数字音频广播)的子带编码数据简缩技术。描述子带编码数 据简缩技术的文献是文献(3)、(4)、(6)、(7a)、(7b)、 (9)和(10)。在这种数据简缩技术中，低于掩蔽阈值的信号分量 被省去。掩蔽阈值从进行数据简缩的信号中得到。

文献(1a)、(1b)、(2)和(8)描述了多-声道传输系统， 其中兼容立体声信号(信号Lo和Ro)是经过数据简缩的。在这种情况 下，掩蔽阈值一般不是取自兼容信号本身，而是取自兼容信号从其产生 的任何原始信号。

对掩蔽阈值的选择还将参考图5作进一步说明，图中表示对第一和 第二辅助信号的一种特定选择。更具体地说，信号Sl被选作第一辅助信 号，信号R被选作第二辅助信号。在这个实施例中，三个数据压缩单元 80.1、80.2和80.3的掩蔽阈值将是信号L、R和C的最小掩蔽阈值， 因此，三个数据压缩单元都将使用同一掩蔽阈值对信号Mo、Sl和R 进行数据压缩。对于其它选择，推导的方法相同。

为了向数据压缩单元80.1、80.2和80.3提供正确的掩蔽阈值以完 成数据压缩过程，给出了如图6a所示的一个掩蔽阈值选择单元98。三 个掩蔽阈值计算器97.1、97.2和97.3分别接收三个信号L、C和R。 掩蔽阈值计算器97.1至97.3分别根据送到其输入的信号L、C和R计 算三个掩蔽阈值mthr(L)、mthr(C)和mthr(R)。因此得到 的这三个掩蔽阈值被送到选择单元98。这个选择单元98从送到它输入 的三个掩蔽阈值中选择出最低掩蔽阈值，并把最低掩蔽阈值送到它的输 出，该掩蔽阈值，或由它产生的一个指令信号通过划圈数字4、5和6 表示的线路被送到数据压缩单元80.1、80.2和80.3。

如图2所示，参见到组合单元88的信号线72，所选掩蔽阈值还被 送到组合单元88以传输给译码器。

为了进一步改进减低了信号发送的数据速率的编码和后续译码过 程，可以用于编码装置的一种附加措施是对所选辅助信号进行数据压 缩，再在将其送往图1的矩阵变换电路之前扩展它。这种方法如图7a 所示，它基于图5所给环境，其中信号Sl和R被选作辅助信号。正如 图7a所示，每个数据压缩单元80.2和80.3之后分别接有一个数据扩展 单元100.1和100.2。在扩展单元的输出，重新得到了加到前面压缩单 元的原始信号，它再用于矩阵变换电路以获取复合信号Mo。文献(2) 和(8)给出了对这种预量化及之后扩展的方法的深入讨论。如图7a 所示，压缩单元80.1到80.3的输出被送到图2的组合单元88。

对在数据压缩单元80.1、80.2和80.3中进行数据压缩所需掩蔽阈 值的选择与上述方法不同。在图7a所示环境中，送给三个数据压缩单 元80.1、80.2和80.3的掩蔽阈值通常是不同的。更具体地说，数据压 缩单元80.1需要取自信号L和C的最小掩蔽阈值作为对信号Mo进行 数据压缩的掩蔽阈值，数据压缩器80.2需要取自信号L的掩蔽阈值作 为对信号Sl进行数据压缩的掩蔽阈值，数据压缩器80.3需要取自信号 R的掩蔽阈值作为对信号R进行数据压缩的掩蔽阈值。

对于第一和第二辅助信号的另外一种选择，即分别为信号Sr和C 并如图7b所示，对三个数据压缩单元80.1、80.2和80.3所需掩蔽阈值 的解释如下。

数据压缩单元80.1需要取自信号L的掩蔽阈值以对信号Mo进行数 据压缩，数据压缩器80.2需要取自信号R的掩蔽阈值作为对信号Sr进 行数据压缩的掩蔽阈值，数据压缩器80.3需要取自信号C的掩蔽阈值 作为对信号C进行数据压缩的掩蔽阈值。

同样对于第一和第二辅助信号的另外一种选择，即分别选择信号Sr 和R并如图7c所示，对三个数据压缩单元80.1、80.2和80.3所需掩蔽 阈值的解释如下。

数据压缩单元80.1需要取自信号L的掩蔽阈值作为对信号Mo进行 数据压缩的掩蔽阈值，数据压缩器80.2需要取自信号C和L的最小掩 蔽阈值作为对信号Sr进行数据压缩的掩蔽阈值，数据压缩器80.3需要 取自信号R的掩蔽阈值作为对信号L进行数据压缩的掩蔽阈值。

知道了在图7a、7b和7c给定的第一和第二辅助信号的选择下三 个数据压缩单元80.1、80.2和80.3所需掩蔽阈值，现在差不多可以直 接得到对于第一和第二辅助信号的其它选择所需的掩蔽阈值，也就是通 过把其它选择转换为上述选择中的一种。例如假设分别选择信号Sl和L 作为第一和第二辅助信号。这种环境可以通过互换R和L以及Sr和Sl 而从图7c所示的选择中得到。

为了向数据压缩单元80.1、80.2和80.3提供正确的掩蔽阈值以完 成数据压缩过程，提供了如图6b所示的计算单元。图6b的电路与图6a 所给电路具有某些相似的地方。它也提供了掩蔽阈值选择单元98和三 个分别接收信号L、C和R的掩蔽阈值计算器97.1、97.2和97.3。掩 蔽阈值计算器97.1到97.3分别根据送到其输入的信号L、C和R计算 三个掩蔽阈值mthr(L)、mthr(C)和mthr(R)。这样得到的 三个掩蔽阈值被送往选择单元98′。

掩蔽阈值选择电路98′从三个掩蔽阈值中选择一个掩蔽阈值，并把 所选掩蔽阈值选到三个输出中的一个。该选择取决于对第一和第二辅助 信号的选择。单元98′中对掩蔽阈值的选择响应被送到控制信号输入99 的开关信号SW。选择单元98′的一个用划圈数字4表示的输出向还是 参见图2的数据压缩单元80.1提供三个掩蔽阈值中被选的一个。选择单 元98′的第二个用划圈数字5表示的输出向数据压缩单元80.2提供三个 掩蔽阈值中被选的一个。选择单元98′的第三个用划圈数字6表示的输 出向数据压缩单元80.3提供三个掩蔽阈值中被选的一个。

开关信号SW由算术单元101提供。这个算术单元还接收由掩蔽阈 值计算器97.1到97.3生成的三个掩蔽阈值，以及三个原始信号L、C 和R，信号Sl和Sr及信号Mo，也就是在上面参考图3所述的计算单 元94a实施例中。算术单元101受中央处理单元102控制。

根据图3所示单元94a的第一实施例，算术单元101用于计算三个 数据压缩单元80.1、80.2和80.3所能实现的数据简缩量，该简缩量取 决于从第一组的两个信号(Sl，Sr)中选择哪个信号作为第一辅助信 号以及从第二组的三个信号(L、C、R)中选择哪个信号作为第二 辅助信号。算术单元101还用于确定可实现最大数据简缩量的第一和第 二组信号选择方案，并生成与之对应的两个选择信号。这些选择信号作 为计算单元94a的输出信号提供。另外，算术单元101根据产生的两个 选择信号生成开关信号SW，以为三个数据压缩单元80.1、80.2和80.3 提供正确的掩蔽阈值。

在如图4所示的计算单元94b(第二)实施例中，算术单元101用 于计算图2的数据压缩单元80.1和80.2所实现的数据简缩量，该简缩 量取决于对两个辅助信号的选择。算术单元101还用于确定可实现最大 数据简缩量的那种选择方案，并生成与之对应的两个选择信号。这些选 择信号作为计算单元94b的输出提供。另外，算术单元101根据产生的 两个选择信号生成开关信号SW，以为三个数据压缩单元80.1到80.3 提供正确的掩蔽阈值。

如图2所示，参见到组合单元88的信号线72′，由划圈数字4、5 和6表示的所选掩蔽阈值或从中得到的掩蔽阈值控制信号也被送到组合 单元88以传输给译码器。

后面所列有关文献清单中的文献(8)，更具体地说是该文献中的 图11和图12公开了另一种改进方法。该文献描述了压缩之后直接对被 压缩信号进行数据扩展的方法。扩展后的数据信号与压缩前的原始信号 (Lo)相减，由此得到的差值信号被送给另一信号(Ro)。

将文献(8)的方法应用于本发明，例如图7c的电路中，就得到 了图8a的电路。图中有一个减法器单元202，它的一个输入与数据压 缩单元80.2的输入连接，第二个输入与数据扩展单元100.1的输出连 接。减法器电路202的输出最好通过一个放大器单元204与信号组合单 元10′的一个附加输入连接。因此，数据压缩单元80.2现在就需要取自 信号C的掩蔽阈值以对信号Sr进行数据压缩。

文献(8)图11和12的方法也可应用于图7a所示情况。正如图 8b所示。图8b所示电路图与图7a所示电路图的不同在于，提供了一个 附加数据扩展单元100.1以对数据压缩单元80.1送出的数据压缩信号进 行数据扩展。存在一个减法器电路202，它的一个输入与数据压缩单元 80.1的输入连接，第二个输入与数据扩展单元100.1的输出连接。减法 器电路202的输出最好通过一个放大器单元204与信号组合单元10′的 一个附加输入连接。因此，数据压缩单元80.1现在就需要取自信号C 的掩蔽阈值以对信号Mo进行数据压缩。另外，在图8b的电路图中， 信号组合单元10′的输出26直接与信号组合单元14的输入28连接。因 此，mthr(C)和mthr(L)的最小值必须作为掩蔽阈值送到数据 压缩单元80.2。

图9a表示把传输信号译码成复制的原始信号的一个3-声道译码 装置实施例。译码装置有一个输入用于接收传输信号。传输信号在完成 与编码器中进行的信道编码过程相反的信道译码过程之后，被送到解复 用单元112。解复用单元112能够从串行数据流中恢复三个信号分量， 即数据压缩复合信号Mo以及数据压缩第一和第二辅助信号并把数据简 缩复合信号Mo送到输出114.1，把数据简缩第一辅助信号送到输出 114.2，把数据简缩第二辅助信号送到输出114.3。另外，解复用单元 112从串行数据流中恢复选择信号，并把选择信号送到输出116。输出 114.1到114.3分别与数据扩展单元118.1到118.3的对应输入连接。响 应也是由解复用单元112从传输信号中恢复、并由划圈数字4到6表示 的掩蔽控制信号，在扩展单元118.1到118.3的输出可以得到复制的、 送往数据压缩单元80.1、80.2和80.3的原始信号。复制信号被送到矩 阵反变换单元120的各对应输入。解复用器112恢复的选择信号被送到 矩阵反变换单元120的控制输入122，以将加到其输入124.1到124.3 的信号反变换为复制的原始信号L、C和R。

3-声道译码装置可以根据包括不同信号内容段的传输信号执行不 同的译码过程。传输信号可以包括一个信号段，这个信号段每次由从编 码装置的同一次编码过程得到、因而同在一起的一个数据压缩信号Mo 信号块、一个数据压缩信号AUX1信号块和一个数据压缩信号AUX2信 号块组成。这由图9b模块170中Mo、AUX1和AUX2代表的三个信 号块表示。三个信号块同在一起这一事实可以通过在每个块中包含一个 标识来识别。

如上所述，译码装置能够把三个信号块译码成如图9b中模块171 所示的复制信号L、R和C的信号块，并分别把这三个信号送到左前、 右前和中央扬声器。

出于某些特定的原因，例如传输媒体TRM的带宽在某一特定时间 段内较小(在internet应用中的确可能发生的一种情况)，传输信号可 以包括只由数据压缩信号Mo和AUX1信号块组成的信号段。这由图9b 模块172中Mo和AUX1代表的信号块表示。译码装置这时可以把两个 信号块译码成模块173所示的复制信号Sl和Sr的信号块，并把这些信 号送给左前和右前扬声器。

对于带宽甚至更小的传输媒体，传输信号可以包括只由数据压缩信 号Mo信号块组成的信号段。这由图9b模块174中Mo代表的信号块表 示。译码装置这时可以把信号块译码成图9b中模块175所示的复制信 号Mo信号块，并把这个信号块送给左前、右前和中央扬声器。

图10表示与本发明对应的另一个译码装置实施例。该译码装置与 图9a的译码装置很相似。取代了图9a的一个矩阵反变换单元120，图 10的装置有两个矩阵反变换单元120′和120″。解复用单元112从串行 数据流中恢复选择信号，并把部分选择信号，即由划圈数字1表示的选 择信号送到矩阵反变换单元120′的控制输入122′，把由划圈数字2表示 的选择信号送到矩阵反变换单元120″的控制输入122″。矩阵反变换单 元120′接收复合信号Mo和第一辅助信号，并响应加到控制信号输入 122′的选择控制信号生成信号So和Sr。矩阵反变换单元120″接收由矩 阵反变换单元120′提供的信号Sl和Sr以及第二辅助信号，并响应加到 控制信号输入122″的选择控制信号生成信号L、C和R。

图11表示用于对传输信号译码的一个原有技术2-声道译码器。 译码装置有一个输入用于接收由上述编码器生成、因此包括三个信号部 分的信号段的传输信号。传输信号在进行完与编码器进行的信道编码过 程相反的信道译码过程之后被送到解复用单元152。因为正如后面解释 的那样传输信号是向下兼容的，解复用单元152能够从串行数据流中恢 复数据压缩复合信号Mo和数据压缩第一辅助信号，并把数据简缩复合 信号送到输出154.1，把数据简缩第一辅助信号送到输出154.2。因此 解复用器忽略了串行数据流中包括的第二辅助信号。另外，解复用单元 152忽略了划圈数字2表示的选择信号，只是从串行数据流中获取划圈 数字1表示的选择信号，并把该选择信号送到矩阵反变换单元120′。输 出154.1和154.2分别与数据扩展单元158.1和158.2的对应输入连接。 在扩展单元158.1和158.2的输出，可以得到复制的原始信号Mo和Sl (或Sr)。这些信号被送到矩阵反变换单元120′，从中将能得到另一 个组合信号Sr(或Sl)。

图12表示用于对传输信号译码的一个原有技术单声道译码器。译 码装置有一个输入用于接收由上述编码器生成、因此包括三个信号组成 的信号段的传输信号。传输信号在进行完与编码器进行的信道编码过程 相反的信道译码过程之后，被送到解复用单元152′。因为传输信号是向 下兼容的，解复用单元152′能够只从串行数据流中恢复数据压缩复合信 号Mo，并把数据简缩复合信号送到输出154。因此解复用器忽略了串 行数据流中包括的第一和第二辅助信号。另外，解复用单元152′忽略了 划圈数字1和2表示的选择信号。输出154与数据扩展单元158的输入 连接，在扩展单元158的输出可以得到复制的原始信号Mo。

图13表示在传输信号中包括三个信号分量的一个序列范例。图13 画出了一个信息帧F。帧F包括第一、第二和第三帧段FP1、FP2和 FP3。第一帧段由HDR表示的一个标题段和DP1表示的一个数据段组 成。数据段DP1包含所谓的MPEG-1信息。它是文献(3)中讨论 的子带信息，例如分配信息、加权系数以及单声道信号分量Mo的量化 样值。就上述信号而言，复合信号Mo经上述编码器进行数据压缩之后 存储在这个数据段DP1中。第二帧段FP2由EXTHDR表示的一个标题 段和一个数据段DP2组成。数据段DP2用于存储附加数据。就上数信 号而言，包括第一数据缩减辅助信号的信息块被存贮在数据段DP2。第 三帧段FP3包括由也是EXTHDR表示的一个标题段和一个数据段DP3 数据段DP3用于存储附加数据。就上述信号而言，由数据简缩第二辅助 信号数据组成的信息块包括在图13所示的数据段DP3中。第二帧段FP2 的标题段EXTHDR包含一个第一标识符，将数据段DP2中的数据标识 为与第一辅助信号有关的信息。换句话说：第一标识符把数据段DP2 中包含的信息标识为与数据压缩第一辅助信号对应的信息。第二帧段 FP2的标题段还包括前面用划圈数字1表示的选择信号。第三帧段FP3 的标题段EXTHDR包含一个第二标识符，将数据段DP3中的数据标识 为第二辅助信号。换句话说：第二标识符把数据段DP3中包含的信息标 识为与数据压缩第二辅助信号对应的信息。第三帧段FP3的标题段还包 括前面用划圈数字2表示的选择信号。

一个原有技术单声道译码将把存储在第一帧段FP1中的信息识别 为单声道信息，并在它的输出提供复制的复合信号Mo。译码器将忽略 帧段FP2和FP3中包含的信息，因为如果它试图对该信息译码，将不 能识别这些段中包含的信息。一个原有技术立体声译码器，例如文献 (2)和(8)中所述，将把存储在帧段FP1中的信息和存储在帧段 FP2中的信息识别为2-声道信息流，并把复制的信号Sl和Sr送到它 的输出。译码器将忽略帧段FP3中包含的数据，因为如果它试图对该信 息译码，将不能识别这个段中的信息。上述3-声道译码器能够识别整 个数据流，恢复复制的三个原始信号L、C和R。

在另一实施例中，帧段FP1、FP2和FP3不一定需要同时包括在 一个帧中，而是可以在传输信号的串行数据流中间接地逐个包括。这种 情况下，帧段中应该包括一个指示，用于识别包含同在一起的、应该一 起译码的信息的帧段FP1、FP2和FP3。

编码装置可以用在把由编码装置提供的信号存储在一个存储媒 体，例如一个记录载体上的系统中。图14用示意图表示了一个记录装 置形式的这种存储装置。190表示的模块是上述编码装置。如果信道编 码器没有包含在组合单元88中，191表示的模块可以是一个信道编码 器。在信道编码器中，例如一个Reed-Solomon编码器和一个交识器 中，加到其输入192的信号被编码，以便能在接收机中进行纠错。另外， 同样举例来说参见参考文献清单中文献(5)，进行众所周知的8到10 调制。这样得到的信号通过写入设备194，例如一个磁或光头195被记 录在一个记录载体193，例如磁或光记录载体的一条轨道或多条轨道 上。

从存储媒体中恢复信息的一种系统如图15所示。图15表示一个从 上述记录载体上重放传输信号的系统。必须对重放信息进行与记录期间 的信道编码相反的信道译码。也就是：必须进行一次10-到-8的反 变换，后接纠错和去交织。这之后是图9或10所示的译码装置。图15 表示的模块194′、191′和190′分别实现与图14装置的模块194、191 和190中的信号处理过程相反的信号处理过程。

尽管已经根据优选实施例描述了本发明，应该懂得它们并不是限制 性的例子。因此正如权利要求所定义的，对于本领域的专业人员来说显 然可以不脱离本发明的范围而进行各种改动。例如，本发明是使用的宽 带数字信息信号L、C和R进行描述。但是应当指出的是上面描述和 讨论的信号L、C和R只是从三种宽带信号中得到同一子带信号，而 本发明的上述方法可以单独用于每个子带上的信号。这方面可以参考文 献(8)。因此本发明在于对一个3-声道信号进行特定编码，得到一 个数据简缩传输信号，以便对应的3-声道译码器能够把传输信号译码 成原始的3-声道信号，一个原有技术2-声道译码器能够把传输信号 译码成一个兼容的2-声道信号，一个原有技术单声道译码器能够把传 输信号译码成一个复合单声道信号。

另外，本发明并不限于一个3-声道信号的传输。例如，本发明也 适用于4-声道传输系统。图16表示用于这种实施例的一个矩阵变换 单元实施例。图16所示矩阵变换单元与图1所示矩阵变换单元很相似。 一个附加输入端用于接收第四个输入信号，即环绕声信号S。输入端4 与信号组合单元10′的另一个输入25连接，并通过信号变换器31与信 号组合单元12′的另一个输入33连接。

在信号组合单元10′和12′的输出26和34，分别可以得到满足以下 等式的信号Sl′和Sr′：

Sl′＝L+C+S                             (式7a)

Sr′＝R+C-S                             (式7b) 而且Mo等于Sl′+Sr′。

图17表示4-声道编码装置的另一个部分。图17所示电路与图2 所示电路很相似。除了图2的电路之外，选择单元84.2′这时从送到端子 86.3至86.6的信号L、C、S和R中选择两个信号，并把两个被选信 号作为第二和第三辅助信号分别送到数据压缩单元80.3和80.4。数据 压缩第三辅助信号也被送到组合单元88′以通过传输媒体TRM传输。为 了在数据压缩器80.4中进行数据压缩，需要一个附加掩蔽阈值，或从中 获取的一个掩蔽阈值控制信号。这个掩蔽阈值(控制信号)由划圈数字 7表示。由划圈数字4、5、6和7编号的掩蔽阈值，或从中获取的掩 蔽阈值控制信号被送到组合单元88′以传输给译码器，以便能在译码器 中对数据压缩信号进行相应的扩展。

一个对应的4-声道译码器将能从被传输的数据流中恢复四个数据 压缩信号，并对这些数据压缩信号进行相应的扩展以得到复制的复合信 号Mo′和辅助信号AUX1、AUX2和AUX3。一经矩阵反变换，就能得 到复制的原始信号L、C、S和R。

一个标准的2-声道立体声译码器将能恢复数据压缩信号Mo′和 AUX1，并能对这些信号进行数据扩展以得到复制的信号Mo′和 AUX1。译码器还能恢复可用于立体声重放的复制信号Sl′和Sr′。

单声道译码器能够从接收的传输信号中恢复数据压缩信号Mo′，并 能对这些信号进行数据扩展以得到用于单声道重放的复制信号Mo′。

另外，本发明还在于在此揭示的每一项新特征或特征组合。

有关文献清单

(1a)J.A.E.S.，第40卷第5期，1992年5月，第376～382页，

(1b)W.R.Th.ten Kate等人所写“比特率简缩声频信号的矩阵变 换”，ICASSP会议录，1992年3月23～26日，San Francisco，第 2卷第1I-205至II-208页。

(2)美国专利申请序列号08/427,646(PHQ93-002)。

(3)欧洲专利申请号402,973(PHN13.241)。

(4)欧洲专利申请号497,413A1(PHN13.581)。

(5)美国专利标准号4,620,311(PHN11.117)。

(6)欧洲专利申请号400.755(PHQ89.018A)。

(7a)欧洲专利申请号457,390(PHN13.328)。

(7b)欧洲专利申请号457,391(PHN13.329)。

(8)EP678,226-A1和美国序列号08/328,999(PHN14.615)

(9)ISO/IEC国际标准IS 11172-3，信息技术-用于高约 1.5Mbit/S数字存储媒体的活动图像和有关声频的编码，第3部分二声 频。

(10)ISO/IEC国际标准IS 13818-3，信息技术-活动图像和 有关声频的编码，第3部分：声频。