Устройство и способ для генерации значений субполос звукового сигнала и устройство и способ для генерации аудиоотсчетов временной области

Устройство и способ для генерации значений субполос звукового сигнала и устройство и способ для генерации аудиоотсчетов временной области

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройству и способу для генерации значений субполос звукового сигнала, к устройству и способу для генерации аудиоотсчетов временной области и к системам, содержащим любые из указанных выше устройств, которые могут, например, воплощаться в области техники современного кодирования звука, декодирования звука или в других применениях, связанных с передачей звука.

Современная цифровая обработка звука обычно основана на схемах кодирования, которые предоставляют возможность существенного сокращения в плане расхода битов (битрейта), полосы пропускания передачи и объема памяти по сравнению с непосредственной передачей или хранением соответствующих звуковых данных. Это обеспечивают с помощью кодирования звуковых данных на стороне передатчика и декодирования кодированных данных на стороне приемника перед, например, обеспечением передачи декодированных звуковых данных слушателю или для дополнительной обработки сигналов.

Такие системы цифровой обработки звука можно воплощать по отношению к широкому диапазону параметров, которые обычно влияют на качество передаваемых или иначе обрабатываемых звуковых данных, с одной стороны, и на эффективность вычислений, полосу пропускания и другие связанные с производительностью параметры, с другой стороны. Очень часто более высокое качество требует более высокого битрейта, увеличенной вычислительной сложности и более высоких требований к памяти для передачи кодированных звуковых данных. Следовательно, в зависимости от подразумеваемого применения такие факторы, как допустимый битрейт, приемлемая вычислительная сложность и приемлемое количество данных должны быть сбалансированы с необходимым и обеспечиваемым качеством.

Дополнительный параметр, который особенно важен в приложениях в реальном времени, таких как двунаправленная или однонаправленная связь, задержка, вносимая различными схемами кодирования, может также играть важную роль. Как следствие, задержка, вносимая кодированием и декодированием звука, вводит дополнительные ограничения в смысле указанных ранее параметров, когда сопоставляются потребности и стоимость различных схем кодирования, имея в виду определенную область применения. Поскольку такие системы цифрового звука могут применяться во многих различных областях применения, простирающихся от передач с очень низким качеством до высококачественных передач, различные параметры и различные ограничения очень часто налагаются на соответствующие звуковые системы. В некоторых применениях для более низкой задержки может, например, потребоваться более высокий битрейт и, следовательно, увеличенная полоса пропускания передачи по сравнению со звуковой системой с более высокой задержкой при сопоставимом уровне качества.

Однако во многих случаях, вероятно, придется искать компромисс в различных параметрах, таких как битрейт, вычислительная сложность, требования к памяти, качество и задержка.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство для генерации значений субполос звукового сигнала в каналах субполос звукового сигнала содержит средство оконной обработки по анализу для оконной обработки кадра входных аудиоотсчетов временной области, находящихся в последовательности времени, простирающейся от более раннего отсчета до более позднего отсчета, используя оконную функцию анализа, содержащую последовательность оконных коэффициентов для получения прошедших оконную обработку отсчетов, причем оконная функция анализа содержит первое количество оконных коэффициентов, полученных из большей оконной функции, содержащей последовательность из большего второго количества оконных коэффициентов, причем оконные коэффициенты оконной функции получают с помощью интерполяции оконных коэффициентов большей оконной функции, при этом второе количество является четным числом, и средство вычислений для вычисления значений субполос звукового сигнала, используя прошедшие оконную обработку отсчеты.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения устройство для генерации аудиоотсчетов временной области содержит средство вычислений для вычисления последовательности промежуточных отсчетов временной области из значений субполос звукового сигнала в каналах субполос звукового сигнала, причем данная последовательность содержит более ранние промежуточные отсчеты временной области и более поздние отчеты временной области, средство оконной обработки по синтезу для оконной обработки последовательности промежуточных отсчетов временной области, используя оконную функцию синтеза, содержащую последовательность оконных коэффициентов для получения прошедших оконную обработку промежуточных отсчетов временной области, при этом оконная функция синтеза содержит первое количество оконных коэффициентов, полученных из большей оконной функции, содержащей последовательность из большего второго количества оконных коэффициентов, причем оконные коэффициенты оконной функции получают с помощью интерполяции оконных коэффициентов большей оконной функции, и причем второе количество является четным числом, и выходной узел суммирования с перекрытием для обработки прошедших оконную обработку промежуточных отсчетов временной области для получения отсчетов временной области.

ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны далее со ссылкой к прилагаемым чертежам.

Фиг.1 показывает структурную схему одного из вариантов осуществления устройства для генерации значений субполос звукового сигнала;

фиг.2a показывает структурную схему одного из вариантов осуществления устройства для генерации аудиоотсчетов временной области;

фиг.2b показывает функциональный принцип согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения в форме устройства для генерации отсчетов временной области;

фиг.3 показывает концепцию интерполяции оконных коэффициентов согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 показывает интерполяцию оконных коэффициентов в случае синусной оконной функции;

фиг.5 показывает структурную схему варианта осуществления настоящего изобретения, содержащего декодер SBR и кодер SBR;

фиг.6 показывает источники задержки системы SBR;

фиг.7a показывает последовательность операций одного из вариантов осуществления способа генерации значений субполос звукового сигнала;

фиг.7b показывает этап варианта осуществления способа, показанного на фиг. 7a;

фиг.7c показывает последовательность операций одного из вариантов осуществления способа генерации значений субполос звукового сигнала;

фиг.8a показывает последовательность операций сравнительного примера способа генерации отсчетов временной области;

фиг.8b показывает последовательность операций сравнительного примера способа генерации отсчетов временной области;

фиг.8c показывает последовательность операций одного из вариантов осуществления способа генерации отсчетов временной области;

фиг.8d показывает последовательность операций другого варианта осуществления способа генерации отсчетов временной области;

фиг.9a показывает возможную реализацию сравнительного примера способа генерации значений субполос звукового сигнала;

фиг.9b показывает возможную реализацию одного из вариантов осуществления способа генерации значений субполос звукового сигнала;

фиг.10a показывает возможную реализацию сравнительного примера способа генерации отсчетов временной области;

фиг.10b показывает дополнительную возможную реализацию варианта осуществления способа генерации отсчетов временной области;

фиг.11 показывает сравнение оконной функции синтеза согласно варианту осуществления настоящего изобретения и синусной оконной функции;

фиг.12 показывает сравнение оконной функции синтеза согласно варианту осуществления настоящего изобретения и функции фильтра-прототипа SBR QMF;

фиг.13 показывает различные задержки, вызванные оконной функцией и функцией фильтра-прототипа, показанной на фиг. 12;

фиг.14a показывает таблицу, показывающую различные вклады в задержку обычного кодека AAC-LD+SBR и кодека AAC-ELD, содержащего вариант осуществления настоящего изобретения;

фиг.14b показывает дополнительную таблицу, содержащую подробную информацию относительно задержки различных компонентов различных кодеков;

фиг.15a показывает сравнение частотных характеристик устройств, основанных на оконной функции согласно варианту осуществления настоящего изобретения, и устройства, основанного на синусной оконной функции;

фиг.15b показывает крупный план частотной характеристики, показанной на фиг. 15a;

фиг.16a показывает сравнение частотной характеристики 4 различных оконных функций;

фиг.16b показывает крупный план частотных характеристик, показанных на фиг. 16a;

фиг.17 показывает сравнение частотных характеристик двух различных оконных функций, одной оконной функции согласно настоящему изобретению и одной оконной функции, являющейся симметричной оконной функцией;

фиг.18 показывает схематично общее свойство временного маскирования человеческого уха; и

фиг.19 показывает сравнение исходного временного звукового сигнала и временного сигнала, сгенерированного, основываясь на кодеке HEAAC, и временного сигнала, основанного на кодеке, содержащем вариант осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг. 1-19 показывают структурные схемы и дополнительные схемы, которые описывают функциональные свойства и особенности различных вариантов осуществления устройств и способов для генерации значений субполос звукового сигнала, устройств и способов для генерации отсчетов временной области и систем, содержащих по меньшей мере одно из указанных выше устройств или способов. Однако, перед более подробным описанием первого варианта осуществления настоящего изобретения, нужно отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения можно воплощать в аппаратных средствах и в программном обеспечении. Следовательно, реализации, описанные в терминах структурных схем аппаратных реализаций соответствующих вариантов осуществления, можно также рассматривать как последовательности операций соответствующего варианта осуществления соответствующего способа. Кроме того, последовательность операций, описывающую вариант осуществления настоящего изобретения, можно рассматривать как являющуюся структурной схемой соответствующей аппаратной реализации.

В последующем будут описаны реализации наборов фильтров, которые можно воплощать как набор фильтров анализа или набор фильтров синтеза. Набор фильтров анализа является устройством для генерации значений субполос звукового сигнала в каналах субполос звукового сигнала, основываясь на аудиоотсчетах (входных) временной области, находящихся в последовательности времени, простирающейся от более раннего отсчета до более позднего отсчета. Другими словами, термин набор фильтров анализа может синонимично использоваться для варианта осуществления настоящего изобретения в форме устройства для генерации значений субполос звукового сигнала. Соответственно, набор фильтров синтеза является набором фильтров для генерации аудиоотсчетов временной области из значений субполос звукового сигнала в каналах субполос звукового сигнала. Другими словами, термин набор фильтров синтеза может использоваться синонимично для варианта осуществления согласно настоящему изобретению в форме устройства для генерации аудиоотсчетов временной области.

И набор фильтров анализа, и набор фильтров синтеза, которые обобщенно называют наборами фильтров, можно, например, воплощать как модулированные наборы фильтров. Модулированные наборы фильтров, примеры и варианты осуществления которых описаны более подробно ниже, основаны на колебаниях, имеющих частоты, которые основаны или получены из центральных частот соответствующих субполос в области частоты. Термин «модулированный» относится в этом контексте к тому факту, что указанные выше колебания используются в контексте с оконной функцией или функцией фильтра-прототипа, в зависимости от конкретной реализации такого модулированного набора фильтров. Модулированные наборы фильтров могут в принципе быть основаны на действительных колебаниях, таких как гармонические колебания (синусные колебания или косинусные колебания) или соответствующие комплексные колебания (комплексные экспоненциальные колебания). Соответственно, модулированные наборы фильтров упоминаются как действительнозначные модулированные наборы фильтров или комплексные модулированные наборы фильтров, соответственно.

В последующем описании варианты осуществления настоящего изобретения в форме комплексных модулированных наборов фильтров с низкой задержкой и действительнозначных модулированных наборов фильтров с низкой задержкой и соответствующие способы и программные реализации будут описаны более подробно. Одно из основных применений такого модулированного набора фильтров с низкой задержкой - интеграция в систему копирования спектральных полос (SBR) с низкой задержкой, которая в настоящее время основана на использовании комплексного набора фильтров QMF с симметричным фильтром-прототипом (QMF = квадратурный зеркальный фильтр).

Как очевидно в структуре настоящего описания, реализация наборов фильтров с низкой задержкой согласно вариантам осуществления настоящего изобретения обеспечивает преимущество улучшенного соотношения между вычислительной сложностью, частотной характеристикой, временным распределением шума и качеством (восстановления). Кроме того, улучшенное соотношение между задержкой и качеством восстановления обеспечивают, основываясь на подходе использования так называемых методик с нулевой задержкой для расширения импульсной передаточной функции соответствующих наборов фильтров, не вводя дополнительную задержку. Более низкую задержку на предопределенном уровне качества, лучшее качество на предопределенном уровне задержки или одновременное улучшение и задержки, и качества можно обеспечивать, используя набор фильтров анализа или набор фильтров синтеза согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения основаны на обнаружении, что эти улучшения можно обеспечивать, используя схему интерполяции для получения оконной функции, имеющей первое количество оконных коэффициентов, основываясь на оконной функции, имеющей большее второе количество оконных коэффициентов. Используя схему интерполяции, можно обеспечивать улучшенное распределение значений энергии оконных коэффициентов оконных функций. Это приводит во многих случаях к улучшенному уровню наложения спектров и улучшению качества звука. Например, когда большая оконная функция содержит четное количество оконных коэффициентов, схема интерполяции может быть полезной.

Вычислительная сложность увеличивается только немного при использовании схемы интерполяции. Однако это небольшое увеличение не только перевешивается улучшением качества, но также и результирующей экономией, относящейся к меньшему использованию памяти, если сравнивать ситуацию с двумя отдельными оконными функциями, хранящимися независимо. Хотя в одной из реализаций интерполяцию можно выполнять в одном или в нескольких циклах тактового сигнала процессора, что во многих случаях приводит к незначительным задержке и увеличению вычислительной сложности, дополнительные требования к памяти могут быть чрезвычайно важными во многих применениях. Например, в случае мобильных приложений, память может быть ограничена, особенно когда используют длинные оконные функции, имеющие значительное количество оконных коэффициентов.

Кроме того, варианты осуществления согласно настоящему изобретению могут использоваться в контексте с новой оконной функцией для любого из двух описанных выше наборов фильтров, дополнительно улучшая указанные выше соотношения. В случае набора фильтров анализа качество и/или задержку можно дополнительно улучшать, используя оконную функцию анализа, содержащую последовательность оконных коэффициентов, которая содержит первую группу, содержащую первую последовательную часть последовательности оконных коэффициентов, и вторую группу оконных коэффициентов, содержащих вторую последовательную часть последовательности оконных коэффициентов. Первая часть и вторая часть содержат все оконные коэффициенты оконной функции. Кроме того, первая часть содержит меньше оконных коэффициентов, чем вторая часть, но значение энергии оконных коэффициентов в первой части выше, чем значение энергии оконных коэффициентов второй части. Первая группа оконных коэффициентов используется для оконной обработки более поздних отсчетов временной области, а вторая группа оконных коэффициентов используется для оконной обработки более ранних отсчетов временной области. Эта форма оконной функции обеспечивает возможность обработки отсчетов временной области с помощью оконных коэффициентов, которые ранее имели более высокие значения энергии. Это является результатом описанного распределения оконных коэффициентов на две части и их применения к последовательности аудиоотсчетов временной области. Как следствие, использование такой оконной функции может уменьшать задержку, введенную набором фильтров, при постоянном уровне качества, или допускает улучшение уровня качества, основываясь на постоянном уровне задержки.

Соответственно, в случае варианта осуществления настоящего изобретения в форме устройства для генерации аудиоотсчетов временной области и соответствующего способа, средство оконной обработки по синтезу может использовать оконную функцию синтеза, которая содержит последовательность оконных коэффициентов, упорядоченных соответственно в первой (последовательной) части и второй (последовательной) части. Также в случае оконной функции синтеза, значение энергии или значение полной энергии оконного коэффициента в первой части выше, чем значение энергии или значение полной энергии оконного коэффициента второй части, причем первая часть содержит меньше оконных коэффициентов, чем вторая часть. Из-за этого распределения оконных коэффициентов на две части и того факта, что средство оконной обработки по синтезу использует первую часть коэффициентов блока оконной функции для оконной обработки более поздних отсчетов временной области и вторую часть оконных коэффициентов для оконной обработки более ранних отсчетов временной области, ранее описанные эффекты и преимущества также относятся к набору фильтров синтеза или соответствующему варианту осуществления способа.

Подробные описания оконных функций синтеза и оконных функций анализа, используемых в структуре некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, будут описаны позже более подробно. Во многих вариантах осуществления настоящего изобретения последовательность оконных коэффициентов оконной обработки по синтезу и/или оконной обработки по анализу содержит точно первую группу и вторую группу оконных коэффициентов. Кроме того, каждый из оконных коэффициентов последовательности оконных коэффициентов принадлежит точно к одной из первой группы и второй группы оконных коэффициентов.

Каждая из этих двух групп содержит точно одну часть последовательности оконных коэффициентов, расположенных последовательно. В настоящем описании часть содержит последовательный набор оконных коэффициентов в соответствии с последовательностью оконных коэффициентов. В вариантах осуществления согласно настоящему изобретению каждая из этих двух групп (первой и второй группы) содержит точно одну часть последовательности оконных коэффициентов, как объяснено выше. Соответствующие группы оконных коэффициентов не содержат ни одного оконного коэффициента, который не принадлежит к точно одной части соответствующей группы. Другими словами, во многих вариантах осуществления настоящего изобретения каждая из первой и второй группы оконных коэффициентов содержит только первую часть и вторую часть оконных коэффициентов, не содержат дополнительные оконные коэффициенты.

В структуре настоящего описания последовательную часть последовательности оконных коэффициентов следует понимать в математическом смысле как связанный набор оконных коэффициентов, причем в данном наборе не отсутствуют оконные коэффициенты по сравнению с последовательностью оконных коэффициентов, которая лежит в диапазоне (например, в диапазоне индексов) оконных коэффициентов соответствующей части. Как следствие, во многих вариантах осуществления настоящего изобретения последовательность оконных коэффициентов делят точно на две связанных части оконных коэффициентов, которые формируют каждую из первой или второй групп оконных коэффициентов. В этих случаях каждый оконный коэффициент, который содержится в первой группе оконных коэффициентов, упорядочивают или перед, или после каждого из оконных коэффициентов второй группы оконных коэффициентов по отношению ко всей последовательности оконных коэффициентов.

Другими словами, во многих вариантах осуществления согласно настоящему изобретению последовательность оконных коэффициентов делится точно на две группы, или части, не пропуская оконных коэффициентов. В соответствии с последовательностью оконных коэффициентов, которая также представляет также их очередность, каждая из этих двух групп, или частей, содержит все оконные коэффициенты до (но не включительно) или начиная с (включительно) граничного оконного коэффициента. В качестве примера, первая часть, или первая группа, может содержать оконные коэффициенты, имеющие индексы от 0 до 95 и от 96 до 639 в случае оконной функции, содержащей 640 оконных коэффициентов (имеющих индексы от 0 до 639). В данном случае граничным оконным коэффициентом является оконный коэффициент, соответствующий индексу 96. Естественно, также возможны другие примеры (например, 0-543 и 544-639).

Подробная примерная реализация набора фильтров анализа, описанного в последующем, обеспечивает длину фильтра, охватывающую 10 блоков входных отсчетов, вызывая системную задержку только 2 блока, что соответствует задержке, вводимой MDCT (измененным дискретным косинусным преобразованием) или MDST (измененным дискретным синусным преобразованием). Одно различие происходит из-за большей длины фильтра, охватывающей 10 блоков входных отсчетов, по сравнению с реализацией MDCT или MDST, так что перекрытие увеличивается с 1 блока в случае MDCT и MDST до перекрытия в 9 блоков. Однако можно также реализовывать дополнительные воплощения, охватывающие другое количество блоков входных отсчетов, которые также упоминаются как входные аудиоотсчеты.

Кроме того, можно также рассматривать и осуществлять другие соотношения.

Фиг. 1 показывает структурную схему набора 100 фильтров анализа как вариант осуществления устройства для генерации значений субполос звукового сигнала в каналах субполос звукового сигнала. Набор 100 фильтров анализа содержит средство 110 оконной обработки по анализу для оконной обработки кадра 120 входных аудиоотсчетов временной области. Кадр 120 содержит T блоков 130-1, ..., 130-T (входных) аудиоотсчетов временной области, причем T является положительным целым числом и равно 10 в случае варианта осуществления, показанного на фиг. 1. Однако кадр 120 может также содержать другое количество блоков 130.

И кадр 120, и каждый из блоков 130 содержат входные аудиоотсчеты временной области в последовательности времени, простирающейся от более раннего отсчета до более позднего отсчета согласно временной шкале, которая обозначена стрелкой 140 на фиг. 1. Другими словами, на иллюстрации, которая показана на фиг. 1, чем дальше вправо находится аудиоотсчет временной области, который в этом случае является также входным отсчетом звукового сигнала временной области, тем более поздним является соответствующий аудиоотсчет временной области по отношению к последовательности аудиоотсчетов временной области.

Средство 110 оконной обработки по анализу генерирует, основываясь на последовательности аудиоотсчетов временной области, прошедшие оконную обработку отсчеты временной области, которые упорядочивают в кадр 150 из прошедших оконную обработку отсчетов. Согласно кадру 120 из входных аудиоотсчетов временной области, прошедший оконную обработку кадр из отсчетов 150 также содержит T блоков прошедших оконную обработку отсчетов 160-1..., 160-T. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения каждый из блоков прошедших оконную обработку отсчетов 160 содержит то же самое количество прошедших оконную обработку отсчетов, как количество входных аудиоотсчетов временной области каждого блока 130 входных аудиоотсчетов временной области. Следовательно, когда каждый из блоков 130 содержит N входных аудиоотсчетов временной области, каждый из кадра 120 и кадра 150 содержит T·N отсчетов. В этом случае N является положительным целым числом, которое может, например, иметь значения 32 или 64. Для T=10, каждый из кадров 120, 150 содержит 320 и 640, соответственно, в описанном выше случае.

Средство 110 оконной обработки по анализу связано со средством 170 вычислений для вычисления значений субполос звукового сигнала, основываясь на прошедших оконную обработку отсчетах, обеспеченных средством 110 оконной обработки по анализу. Значения субполос звукового сигнала обеспечиваются средством 170 вычислений как блок 180 значений субполос звукового сигнала, причем каждое из значений субполос звукового сигнала соответствует одному каналу субполос звукового сигнала. В предпочтительном варианте осуществления блок 180 значений субполос звукового сигнала также содержит N значений субполос.

Каждый из каналов субполос звукового сигнала соответствует характерной средней частоте. Средние частоты различных каналов субполос звукового сигнала могут, например, быть равномерно распределены или расположены на одинаковом расстоянии относительно полосы пропускания частот соответствующего звукового сигнала, как описано входными аудиоотсчетами временной области, подаваемыми на набор 100 фильтров анализа.

Средство 110 оконной обработки по анализу настраивают для оконной обработки входных аудиоотсчетов временной области кадра 120, основываясь на оконной обработке по анализу, содержащей последовательность оконных коэффициентов, имеющую первое количество оконных коэффициентов, для получения прошедших оконную обработку отсчетов кадра 150. Средство 110 оконной обработки по анализу настраивают для оконной обработки кадра 120 аудиоотсчетов временной области, умножая значения аудиоотсчетов временной области на оконные коэффициенты оконной функции анализа. Другими словами, оконная обработка содержит поэлементное умножение аудиоотсчетов временной области на соответствующие оконные коэффициенты. Поскольку и кадр 120 из аудиоотсчетов временной области, и оконные коэффициенты содержат соответствующую последовательность, поэлементное умножение оконных коэффициентов и аудиоотсчетов временной области выполняют согласно соответствующим последовательностям, которые, например, обозначены индексом отсчета и индексом оконного коэффициента.

В вариантах осуществления настоящего изобретения оконную функцию используют для оконной обработки кадра входных аудиоотсчетов временной области, произведенной, основываясь на большей оконной функции, содержащей большее второе количество оконных коэффициентов, используя схему интерполяции как, например, показано в контексте фиг. 3 и 4. Большая оконная функция обычно содержит четное количество оконных коэффициентов и может, например, быть асимметричной относительно последовательности оконных коэффициентов. Также могут использоваться симметричные оконные функции.

Оконную функцию 190, используемую для оконной обработки кадра 120 из входных отсчетов временной области, получают, например, с помощью интерполяции средством 110 оконной обработки по анализу или набором 100 фильтров оконных коэффициентов большей оконной функции. В вариантах осуществления согласно настоящему изобретению это выполняют с помощью, например, интерполяции последовательных оконных коэффициентов большей оконной функции. В данном случае можно использовать линейную, полиномиальную или основанную на сплайне схему интерполяции.

Когда, например, каждый оконный коэффициент большей оконной функции используется один раз для генерации оконного коэффициента оконной функции, и второе количество является четным числом, количество оконных коэффициентов оконной функции 190 (первое количество) равно половине второго количества. Такая интерполяция может быть основана на линейной интерполяции, пример которой будет описан позже в контексте уравнения (15). Однако также можно использовать другие схемы интерполяции, как уже описано.

В вариантах осуществления настоящего изобретения в форме набора 100 фильтров анализа, как показано на фиг. 1, оконная функция анализа, а также оконная функция синтеза в случае набора фильтров синтеза может, например, содержать только действительные прошедшие оконную обработку коэффициенты. Другими словами, каждый из оконных коэффициентов, приписанных индексу оконного коэффициента, является действительным значением.

Оконные коэффициенты вместе формируют соответствующую оконную функцию, пример которой показан на фиг. 1, как оконную функцию 190 анализа. В последующем рассматривают оконные функции, которые предоставляют возможность уменьшения задержки при использовании в контексте описанных наборов фильтров. Однако варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены такими оконными функциями с низкой задержкой.

Последовательность оконных коэффициентов, формирующих оконную функцию 190 анализа, содержит первую группу 200 и вторую группу 210 оконных коэффициентов. Первая группа 200 содержит первую последовательную и связанную часть оконных коэффициентов последовательности оконных коэффициентов, тогда как вторая группа 210 содержит вторую последовательную и связанную часть оконных коэффициентов. Вместе с первой частью в первой группе 200 они формируют всю последовательность оконных коэффициентов оконной функции 190 анализа. Кроме того, каждый оконный коэффициент последовательности оконных коэффициентов принадлежит или к первой части, или ко второй части оконных коэффициентов, так что вся оконная функция 190 анализа состоит из оконных коэффициентов первой части и второй части. Первая часть оконных коэффициентов, следовательно, идентична первой группе 200 оконных коэффициентов, и вторая часть идентична второй группе 210 оконных коэффициентов, как обозначено соответствующими стрелками 200, 210 на фиг. 1.

Количество оконных коэффициентов в первой группе 200 первой части оконных коэффициентов меньше количества оконных коэффициентов во второй группе второй части оконных коэффициентов. Однако значение энергии или значение полной энергии оконных коэффициентов в первой группе 200 выше значения энергии или значения полной энергии оконных коэффициентов во второй группе 210. Как будет описано позже, значение энергии набора оконных коэффициентов основано на сумме квадратов абсолютных значений соответствующих оконных коэффициентов.

В вариантах осуществления согласно настоящему изобретению оконная функция 190 анализа, а также соответствующая оконная функция синтеза может быть поэтому асимметричной относительно последовательности оконных коэффициентов или индексов оконных коэффициентов. Основываясь на определении набора индексов оконных коэффициентов, по которым определена оконная функция 190 анализа, оконная функция 190 анализа является асимметричной, когда для всех действительных чисел n существует дополнительное действительное число n₀ так, чтобы абсолютное значение оконного коэффициента, соответствующего оконному коэффициенту с индексом оконного коэффициента (n₀-n), не было равно абсолютному значению оконного коэффициента, соответствующему индексу оконного коэффициента (n₀+n), когда (n₀-n) и (n₀+n) принадлежат набору определения.

Кроме того, как также схематично показано на фиг. 1, оконная функция 190 анализа содержит точки изменения знака, в которых произведения двух последовательных оконных коэффициентов являются отрицательными. Более подробное описание и дополнительные особенности возможных оконных функций согласно вариантам осуществления настоящего изобретения будут обсуждаться более подробно в контексте фиг. 11-19.

Как указано ранее, кадр 150 из прошедших оконную обработку отсчетов содержит подобную блочную конструкцию с отдельными блоками 160-1..., 160-T, как кадр 120 из отдельных входных отсчетов временной области. Поскольку средство 110 оконной обработки по анализу настраивают для оконной обработки входным аудиоотсчетам временной области с помощью умножения этих значений на оконные коэффициенты оконной функции 190 анализа, кадр 150 из прошедших оконную обработку отсчетов находится также во временной области. Средство 170 вычислений вычисляет значения субполос звукового сигнала, или, если быть более точным, блок 180 значений субполос звукового сигнала, используя кадр 150 из прошедших оконную обработку отсчетов и выполняя преобразование из временной области в частотную область. Средство 170 вычислений, как можно поэтому полагать, является средством преобразования время/частота, которое способно обеспечивать блок 180 значений субполос звукового сигнала как спектральное представление кадра 150 из прошедших оконную обработку отсчетов.

Каждое значение субполос звукового сигнала блока 180 соответствует одной субполосе, имеющей характерную частоту. Количество значений субполос звукового сигнала, содержащихся в блоке 180, также иногда упоминается как количество полос.

Во многих вариантах осуществления согласно настоящему изобретению количество значений субполос звукового сигнала в блоке 180 идентично количеству входных аудиоотсчетов временной области каждого из блоков 130 из кадра 120. В случае, когда кадр 150 прошедших оконную обработку отсчетов содержит ту же самую блочную структуру, как кадр 120, так что каждый из блоков 160 прошедших оконную обработку отсчетов также содержит то же самое количество прошедших оконную обработку отсчетов, как блок входных аудиоотсчетов временной области 130, блок 180 значений субполос звукового сигнала естественно также содержит то же самое количество, как блок 160.

Кадр 120 можно дополнительно создавать, основываясь на блоке новых входных аудиоотсчетов временной области 220, сдвигая блоки 130-1…, 130-(T-1) на один блок в направлении, противоположном стрелке 140, указывающей направление времени. Таким образом, кадр 120 из входных аудиоотсчетов временной области, которые будут обработаны, создают, сдвигая последние блоки (T-1) непосредственно предыдущего кадра 120 из аудиоотсчетов временной области на один блок к более ранним аудиоотсчетам временной области и добавляя новый блок 220 новых аудиоотсчетов временной области, как новый блок 130-1, содержащий последние аудиоотсчеты временной области настоящего кадра 120. На фиг. 1 это также обозначено последовательностью обозначенных штриховой линией стрелок 230, указывающих сдвиг блоков 130-1…, 130-(T-1) в направлении, противоположном стрелке 140.

Из-за этого смещения блоков 130 в направлении, противоположном времени, которое обозначено стрелкой 140, настоящий кадр 120, который будут обрабатывать, содержит блок 130-(T-1) непосредственно предыдущего кадра 120, как новый блок 130-T. Соответственно, блоки 130-(T-1)…, 130-2 из настоящего кадра 120, которые будут обрабатывать, равны блоку 130-(T-2)…, 130-1 из непосредственно предыдущего кадра 120. Блок 130-T из непосредственно предыдущего кадра 120 отбрасывают.

Как следствие, каждый аудиоотсчет временной области нового блока 220 будет обрабатываться T раз в структуре из T п