Переключаемая аудио кодирующая/декодирующая схема с мультиразрешением

Переключаемая аудио кодирующая/декодирующая схема с мультиразрешением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение связано с аудио кодированием и, особенно, со схемами кодирования с низким битрейтом.

В технике известны кодирующие схемы области частот, такие как МР3 или ААС. Эти кодирующие устройства в частотной области основаны на преобразовании "область временного интервала", последующая стадия квантизации, на которой ошибкой квантизации управляют, используя информацию от перцепционного модуля, и стадию кодирования, на которой квантованные спектральные коэффициенты и соответствующая сторонняя информация закодированы без потери информации с использованием кодовых таблиц.

С другой стороны, есть кодирующие устройства, которые очень хорошо подходят для обработки речи, такие как AMR-WB+, описанные в 3GPP TS 26.290. Такие речевые кодирующие схемы выполняют линейную прогнозирующую фильтрацию сигнала на временном интервале. Линейная прогнозирующая фильтрация получается из линейного анализа предсказания входного сигнала на временном интервале. Получающиеся коэффициенты линейного прогнозирующего (LP) фильтра квантуются/кодируются и передаются как сторонняя информация. Процесс известен как кодирование методом линейного предсказания (LPC). На выходе фильтра формируется разностный сигнал предсказания или сигнал ошибки предсказания, который также известен как сигнал возбуждения, кодированный с использованием стадий анализа синтеза кодирующего устройства ACELP или, альтернативно, кодированный с использованием кодирующего устройства на базе преобразования Фурье с наложением. Решение между кодированием ACELP и кодированием преобразованного сигнала возбуждения, которое также называют ТСХ кодированием, делают, используя алгоритм замкнутого разомкнутого контура.

Схемы кодирования аудио в частотной области, такие как высокоэффективная ААС (НЕ-АСС) схема кодирования, которая комбинирует схему ААС кодирования и технику спектрального повторения полос (SBR) и может комбинироваться с объединенным стерео или многоканальным кодирующим инструментом, который известен под названием "MPEG окружение".

С другой стороны, у речевых кодирующих устройств, таких как AMR-WB+, также есть уровень высокочастотного расширения и функциональность стерео.

Кодирующие схемы в частотной области показывают высокое качество при низком битрейте для музыкальных сигналов. Проблемой, однако, является качество речевых сигналов при низком битрейте.

Речевые кодирующие схемы показывают высокое качество для речевых сигналов даже при низком битрейте, но показывают низкое качество для других сигналов при низком битрейте.

Объектом данного изобретения является обеспечение концепции улучшенного кодирования/декодирования.

Это достигается аудио кодирующим устройством в соответствии с п.1, методом кодирования аудио в соответствии с заявлением п.9, декодером в соответствии с п.10, методом декодирования в соответствии с п.19, кодируемого сообщения в соответствии с п.20 или компьютерной программой в соответствии с п.21 формулы изобретения.

Данное изобретение основано на идее, что гибрид или двухрежимная переключаемая схема кодирования/декодирования имеет преимущество, поскольку для определенной особенности сигнала может выбираться лучший кодирующий алгоритм. Другими словами, данное изобретение не ищет кодирующий алгоритм сигнала, который отлично подобран ко всем особенностям сигнала. Такая схема всегда была бы компромиссом, что может быть замечено по огромным техническим различиям между свойствами аудио кодирующими устройствами, с одной стороны, и речевыми кодирующими устройствами, с другой стороны. Вместо этого данное изобретение комбинирует различные кодирующие алгоритмы, такие как алгоритм для кодирования речи, с одной стороны, и алгоритм для кодирования аудио, с другой стороны, в пределах переключательной схемы так, чтобы для каждой части аудио сигнала оптимально был выбран соответствующий кодирующий алгоритм. Кроме того, это также особенность данного изобретения, оба кодирующих канала включают преобразователь время/частота, но в одном кодирующем канале предусмотрен дальнейший преобразователь сигнала, такой процессор LPC. Этот преобразователь служит для подтверждения, что второй канал кодирования лучше подходит для определенной особенности сигнала, чем первый канал кодирования. Однако, это также особенность данного изобретения, сигнал на выходе процессора также преобразован в спектральное представление.

Оба преобразователя, то есть первый преобразователь в первом кодирующем канале и второй преобразователь во втором кодирующем канале, выполнены с возможностью осуществления преобразующего кодирования с мультиразрешением, где разрешение соответствующего преобразователя устанавливается в зависимости от аудио сигнала, и в частности, в зависимости от аудио сигнала, фактически закодированного в соответствующем кодирующем канале так, чтобы достигнуть хороший компромисс между качеством, с одной стороны, и битрейтом, с другой стороны, или с точки зрения определенного постоянного качества, чтобы достигнуть самого низкого битрейта, или с точки зрения постоянного битрейта, чтобы получить лучшее качество.

В соответствии с данным изобретением, разрешение времени/частоты этих двух преобразователей может быть установлено предпочтительно, независимо друг от друга так, чтобы каждый раз преобразователь мог быть подобран оптимально к требованиям разрешения времени/частоты соответствующего сигнала. Эффективность битов, то есть отношение между полезными битами, с одной стороны, и битами сторонней информации, с другой стороны, выше для больших размеров блока/длин окна. Поэтому предпочтено, чтобы на оба преобразователя функционировали на большей длине окна, поскольку в основном к длинной временной части аудио сигнала и к более коротким размерам блока/длинам окна относится то же самое количество сторонней информации. Желательно, чтобы разрешение времени/частоты в каналах кодирования могло также быть под влиянием других инструментов кодирования/декодирования, расположенных в этих каналах. Желательно, чтобы второй канал кодирования, включающий преобразователь сигнала, такой как процессор LPC, включал другую гибридную схему, такую как канал ACELP, с одной стороны, и схему ТСХ, с другой стороны, где второй преобразователь включен в схему ТСХ. Желательно, чтобы разрешение преобразователя времени/частоты, расположенного в канале ТСХ, было также под влиянием решения кодирования, так, чтобы часть сигнала во втором канале кодирования была обработана в канале ТСХ, имеющем второй преобразователь, или в канале ACELP, не имеющем преобразователя время/частота.

В основном ни преобразователь сигнала, ни второй канал кодирования, и, в частности, первый канал обработки во втором канале кодирования и второй канал обработки во втором кодирующем канале, не должны быть связанными с речью элементами, такими как анализатор LPC для преобразователя сигнала, кодирующее устройство ТСХ для второго канала обработки и кодирующее устройство ACELP для первого канала обработки. Другие решения также полезны, когда оценены другие особенности сигнала аудио сигнала, отличающегося от речи, с одной стороны, и музыки, с другой стороны. Могут использоваться любые преобразователи сигнала и каналы кодирования, и лучший подходящий алгоритм может быть найден схемой анализа синтеза так, чтобы, на стороне кодирующего устройства, для каждой части аудио сигнала были проведены все альтернативы кодирования и был отобран лучший результат, где лучший результат может быть найден с использованием целевой функции к результатам кодирования. Тогда, идентификация сторонней информации декодера, лежащая в основе алгоритма кодирования для определенной части закодированного аудио сигнала, присоединяется к закодированному аудио сигналу кодировщиком выходного интерфейса так, чтобы декодер не заботился ни о каких решениях о стороне кодирующего устройства или о любых особенностях сигнала, но просто выбирал канал кодирования в зависимости от переданной сторонней информации. Кроме того, декодер не только выберет правильный канал декодирования, но также выберет основанный на сторонней информации, закодированной в кодируемом сообщении, какое разрешение времени/частоты должно быть применено в соответствующем первом канале декодирования и соответствующем втором канале декодирования.

Таким образом, данное изобретение обеспечивает схему кодирования/декодирования, которая комбинирует преимущества различных кодирующих алгоритмов и избегает недостатков этих кодирующих алгоритмов, которые возникают, когда часть сигнала должна была бы быть закодирована алгоритмом, который не соответствует к текущему кодирующему алгоритму. Кроме того, данное изобретение избегает любых неудобств, которые создаются, если возникают различные требования к разрешению времени/частоты при обработке различных частей аудио сигнала в различных каналах кодирования. Вместо этого благодаря переменному разрешению времени/частоты преобразователей «время/частота» в обоих каналах, любые искажения, которые возникали бы в сценарии, где используется одинаковое разрешение времени/частоты для обоих кодирующих каналов, или в котором возможно только неизменное разрешение времени/частоты для любых кодирующих каналов, по крайней мере, уменьшаются или даже полностью устраняются.

Второй выключатель опять осуществляет переключение между двумя каналами обработки, но в области, отличающейся от "внешней" области первого канала. Снова работа одного "внутреннего" канала, главным образом, определяется исходной моделью или SNR вычислениями, и другого "внутреннего" канала может определяться моделью слуха (ушной раковины) и/или психоакустической моделью, то есть маскированием или, по крайней мере, включением аспектов кодирования в частотной/спектральной области. Например, у одного "внутреннего" канала есть преобразователь в области частот/спектральный преобразователь, и у другого канала есть устройство, кодирующее в другой области, такой как область LPC, причем это кодирующее устройство, например, CELP или ACELP с обработкой входного сигнала без спектрального преобразования.

Дальнейшее предпочтительное воплощение - это аудио кодирующее устройство, включающее первый информационный канал, такой как кодирование в спектральной области, второй источник информации или SNR ориентированный канал кодирования, такой как канал кодирования LPC-области, и переключатель для того, чтобы переключиться между первым каналом кодирования и вторым каналом кодирования, причем второй канал кодирования включает преобразователь в области, отличающейся от временного интервала, такой как аналитический этап LPC, формирующий сигнал возбуждения, и где второй канал кодирования, кроме того, включает специальную область, такую как канал обработки области LPC, и специальную спектральную область, такую как LPC спектральный канал обработки, и дополнительный выключатель для того, чтобы переключиться между специальным кодирующим каналом и специальным спектральным каналом обработки.

Дальнейшее воплощение изобретения - это аудио декодирующее устройство, включающее первую область, такую как спектральный канал декодирования, вторую область, такую как канал декодирования LPC для того, чтобы декодировать сигнал, такой как сигнал возбуждения во второй области, и третью область, такую как LPC-спектральный канал декодера, для того, чтобы декодировать сигнал, такой как сигнал возбуждения в третьей области, такой как спектральная область LPC, где третья область получена путем выполнения преобразования частоты от второй области, где обеспечен первый переключатель для второго сигнала области и третьего сигнала области, и где обеспечен второй переключатель для того, чтобы переключиться между декодером для первой области и декодером для второй области или третьей области.

Предпочтительные решения данного изобретения описаны в приложенных рисунках, где:

Фиг.1a - блок-схема устройства кодирования в соответствии с первым аспектом данного изобретения;

Фиг.1b - блок-схема устройства декодирования в соответствии с первым аспектом данного изобретения;

Фиг.1с - блок-схема устройства кодирования в соответствии с дальнейшим аспектом данного изобретения;

Фиг.2а - блок-схема устройства кодирования в соответствии со вторым аспектом данного изобретения;

Фиг.2b - схематическая диаграмма устройства декодирования в соответствии со вторым аспектом данного изобретения;

Фиг.2с - блок-схема устройства кодирования в соответствии с дальнейшим аспектом данного изобретения;

Фиг.3а иллюстрирует блок-схему устройства кодирования в соответствии с дальнейшим аспектом данного изобретения;

Фиг.3b иллюстрирует блок-схему устройства декодирования в соответствии с дальнейшим аспектом данного изобретения;

Фиг.3с иллюстрирует схематическое представление устройства/метода кодирования с каскадными выключателями;

Фиг.3d иллюстрирует схематическую диаграмму устройства или метода декодирования, в котором используются каскады объединителей;

Фиг.3е иллюстрирует сигнала на временном интервале и соответствующее представление кодированного сигнала, иллюстрирующего короткие пересекающиеся области, которые включены в оба кодированных сигнала;

Фиг.4а иллюстрирует блок-схему с выключателем, помещенным перед каналами кодирования;

Фиг.4b иллюстрирует блок-схему устройства кодирования с выключателем, помещенным за каналами кодирования;

Фиг.5а иллюстрирует форму волны речевого сегмента на временном интервале как квазипериодический или подобный импульсу сегмент сигнала;

Фиг.5b иллюстрирует спектр сегмента фиг.5а;

Фиг.5с иллюстрирует не голосовой сегмент на временном интервале, как, например, сегмент, подобный шуму;

Фиг.5d иллюстрирует спектр временного интервала фиг.5с;

Фиг.6 иллюстрирует блок-схему кодирующее устройство CELP анализа через синтез;

Фиг.7а и 7d иллюстрируют обладающие голосом/не обладающие голосом сигналы возбуждения, как, например, подобные импульсу сигналы;

Фиг.7е иллюстрирует часть кодирующего устройства стадия LPC, предоставляющая краткосрочную информацию о предсказании и ошибку предсказания (возбуждения) сигнал;

Фиг.7f иллюстрирует дальнейшее воплощение устройства LPC для того, чтобы сформировать взвешенный сигнал;

Фиг.7g иллюстрирует устройство для преобразования взвешенного сигнала в сигнал возбуждения путем применения обратной операции "взвешивания" и последующего анализа возбуждения, как требуется в преобразователе 537 на фиг.2b;

Фиг.8 иллюстрирует блок-схему объединенного многоканального алгоритма в соответствии с решением данного изобретения;

Фиг.9 иллюстрирует предпочтительное решение для алгоритма расширения полосы частот;

Фиг.10а иллюстрирует подробное описание переключателя, выполняющего решение разомкнутого контура; и иллюстрирует переключатель, работающий в алгоритме замкнутого контура;

Фига 11А иллюстрирует блок-схему аудио кодирующего устройства в соответствии с другим аспектом данного изобретения;

Фиг.11В иллюстрирует блок-схему другого решения предлагаемого аудио декодера;

Фиг.12А иллюстрирует другое решение предлагаемого кодирующего устройства;

Фиг.12В иллюстрирует другое решение предлагаемого декодера;

Фиг.13А иллюстрирует взаимосвязь между разрешением и длиной окна/преобразования;

Фиг.13В иллюстрирует обзор ряда окон преобразования для первого кодирующего канала и переход от первого ко второму кодирующему каналу;

Фиг.13С иллюстрирует множество различных последовательностей окон, включая последовательность окон для первого кодирующего канала и последовательность для перехода ко второму каналу;

Фиг.14А иллюстрирует создание предпочтительного решения для второго кодирующего канала;

Фиг.14В иллюстрирует короткие окна, примененные во втором кодирующем канале;

Фиг.14С иллюстрирует окна среднего размера, примененные во втором кодирующем канале;

Фиг.14D иллюстрирует длинные окна, примененные во втором канале кодирования;

Фиг.14Е иллюстрирует типичную последовательность фреймов ACELP и фреймов ТСХ в пределах суперфрейма;

Фиг.14F иллюстрирует различные длины преобразования, соответствующие различным разрешениям времени/частоты для второго канала кодирования; и

Фиг.14G иллюстрирует конструкцию окна с использованием определений фиг.14F.

Фиг.11А иллюстрирует решение аудио кодирующего устройства для того, чтобы закодировать аудио сигнал. Кодирующее устройство включает первый канал кодирования 400 для того, чтобы закодировать аудио сигнал, используя первый кодирующий алгоритм, чтобы получить первый закодированный сигнал.

Аудио кодирующее устройство, кроме того, включает второй канал кодирования 500 для того, чтобы закодировать аудио сигнал, используя второй кодирующий алгоритм, чтобы получить второй закодированный сигнал. Первый кодирующий алгоритм отличается от второго кодирующего алгоритма. Дополнительно, первый переключатель 200, выполненный с возможностью переключиться между первым кодирующим каналом и вторым кодирующим каналом так, чтобы для части аудио сигнала или первый закодированный сигнал, или второй закодированный сигнал были в кодированном выходном сигнале 801.

Аудио кодирующее устройство, иллюстрированное на фиг.11А дополнительно, включает анализатор сигнала 300/525, который выполнен с возможностью проанализировать часть аудио сигнала, чтобы определить, представлена ли часть аудио сигнала как первый кодируемый сигнал или второй кодируемый сигнал в кодированном выходном сигнале 801.

Анализатор сигнала 300/525, кроме того, выполнен с возможностью определять соответствующее непостоянное разрешение времени/частоты первого преобразователя 410 в первом кодирующем канале 400 или втором преобразователе 523 во втором кодирующем канале 500. Данное разрешение применено, когда сформирован первый кодируемый сигнал или второй кодируемый сигнал, представляющий часть аудио сигнала.

Аудио кодирующее устройство дополнительно включает выходной интерфейс 800 для того, чтобы сформировать кодированный выходной сигнал 801, состоящий из кодированного представления части аудио сигнала и информации, указывающей, является ли представление аудио сигнала первым закодированным сигналом или вторым закодированным сигналом, и указанием на разрешение времени/частоты, используемое для того, чтобы декодировать первый закодированный сигнал и второй закодированный сигнал.

Второй канал кодирования обычно отличается от первого канала кодирования тем, что второй канал кодирования дополнительно включает преобразователь области для того, чтобы преобразовать аудио сигнал из области, в которой аудио сигнал обрабатывается в первом канале кодирования, в другую область. Обычно преобразователь области - процессор LPC 510, но преобразователь области может быть осуществлен любым другим способом, до тех пор, пока преобразователь области отличается от первого преобразователя 410 и второго преобразователя 523.

Первый преобразователь 410 является преобразователем времени/частоты, обычно включающим формирователь окна 410а и преобразователь 410b. Формирователь окна 410а применяет аналитическое окно к входному аудио сигналу, и преобразователь 410b выполняет преобразование сигнала в сформированном окне в спектральное представление.

Аналогично, второй преобразователь 523 обычно включает формирователь окна 523а, последовательно соединенный с преобразователем 523b. Формирователь окна 523а получает сигнал, сформированный преобразователем 510, и формирует обработанное функцией окна представление сигнала. Выходные данные формирователя окна 523а поступают на преобразователь 523b, чтобы сформировать спектральное представление. Преобразователь может быть FFT или предпочтительно процессором MDCT, осуществляющим соответствующий алгоритм с использованием программного обеспечения или аппаратных средств или смешанного использования аппаратных средств/программного обеспечения. Альтернативно, преобразователь может быть банк фильтров, выполненный как QMF банк фильтров, который может быть основан на действительной или комплексной модуляции фильтра прототипа. Для реализации определенного банка фильтров используется окно. Однако, для реализации другого банка фильтров, обработка функцией окна, как это требуется для алгоритма преобразования, основанного на FFT MDCT, не является необходимой. Когда используется банк фильтров, тогда банк фильтров имеет переменное разрешение, и это разрешение управляет разрешением по частоте банка фильтров, и дополнительно, разрешением по времени или только разрешением по частоте. Однако когда преобразователь осуществлен как FFT или MDCT или любой другой соответствующий преобразователь, тогда разрешение по частоте связано с разрешением по времени, при этом увеличение разрешения по частоте, полученной с большим размером временного блока автоматически, соответствует более низкому разрешению по времени и наоборот.

Дополнительно, первый канал кодирования может включить блок квантизации/кодирования 421, и второй канал кодирования может также включать один или более инструментов дальнейшего кодирования 524.

Важно, что анализатор сигнала выполнен с возможностью сформировать управляющий сигнал разрешения для первого преобразователя 510 и для второго преобразователя 523. Таким образом, осуществлен независимый контроль разрешения в обоих кодирующих каналах, чтобы иметь кодирующую схему, которая, с одной стороны, обеспечивает низкий битрейт, и с другой стороны, обеспечивает максимальное качество при низком битрейт. Чтобы достигнуть низкого битрейт, необходимы более длинные окна или большие длины преобразования, но в ситуациях, когда эти большие длины приведут к искажениям из-за низкого временного разрешения, применяются более короткие длины окна и короткие длины преобразования, которые приводят к более низкому частотному разрешению. Предпочтительно, чтобы в анализаторе сигнала использовался статистический анализ или любой другой анализ, который подходит для соответствующих алгоритмов в каналах кодирования. В одном варианте выполнения, в котором первый канал кодирования является кодирующим каналом в области частот, таким как кодирующее устройство на базе ААС, и в котором второй канал кодирования включает преобразователь области в виде процессора LPC 510, анализатор сигнала, управляя переключателем 200, выполняет разделение речи/музыки так, чтобы речевая часть аудио сигнала поступала во второй канал кодирования. Музыкальная часть аудио сигнала, управляемая переключателем 200, как обозначено линиями управления, поступает в первый канал кодирования 400. Альтернативно, как будет рассмотрено далее на фиг.1C или фиг.4В, переключатель может также быть помещен перед выходным интерфейсом 800.

Кроме того, анализатор сигнала может получить аудио сигнал, поступающий на переключатель 200, или аудио сигнал, сформированный переключателем 200. Кроме того, анализатор сигнала выполняет анализ, чтобы к не только подать аудио сигнал в соответствующий канал кодирования, но также определить подходящее разрешение времени/частоты соответствующего преобразователя в соответствующем кодирующем канале, такого как первый преобразователь 410 и второй преобразователь 523, как обозначено линиями управления разрешением, соединяющими анализатор сигнала и преобразователь.

Фиг.11В включает предпочитаемое воплощение аудио декодера, соответствующего аудио кодирующему устройству на фиг.11А.

Аудио декодер на фиг.11В выполнен с возможностью декодирования закодированного аудио сигнала, такого как кодированный выходной сигнал 801, сформированный выходной интерфейс 800 на фиг.11А. Кодированный сигнал включает первый кодированный аудио сигнал, кодированный в соответствии с первым кодирующим алгоритмом, второй кодированный сигнал, кодированный в соответствии со вторым кодирующим алгоритмом, второй кодирующий алгоритм отличается от первого кодирующего алгоритма, и информацию, указывающую, используются ли первый кодирующий алгоритм или второй кодирующий алгоритм для того, чтобы декодировать первый кодированный сигнал и второй кодированный сигнал, и информацию о разрешении времени/частоты для первого закодированного аудио сигнала и второго закодированного аудио сигнала.

Аудио декодер включает первый канал декодирования 431, 440 для того, чтобы декодировать первый кодированный сигнал, основанный на первом кодирующем алгоритме. Кроме того, аудио декодер включает второй канал декодирования для того, чтобы декодировать второй кодированный сигнал, используя второй кодирующий алгоритм.

Первый канал декодирования включает первый управляемый преобразователь 440, выполненный с возможностью преобразования из спектральной области во временной интервал. Управляемый преобразователь выполнен с возможностью управления, используя информацию о разрешении времени/частоты от первого кодированного сигнала, чтобы получить первый декодированный сигнал.

Второй канал декодирования включает второй управляемый преобразователь, выполненный с возможностью преобразования из спектрального представления во временное представление, второй управляемый преобразователь 534, выполненный с возможностью управления, используя информацию о разрешении времени/частоты 991 для второго кодированного сигнала.

Декодер дополнительно включает диспетчер 990 для того, чтобы управлять первым преобразователем 540 и вторым преобразователем 534 в соответствии с информацией о разрешении времени/частоты 991.

Кроме того, декодер включает преобразователь области для того, чтобы сформировать синтезируемый сигнал, используя второй декодированный сигнал, чтобы выполнить обратное преобразование, осуществленное преобразователем области 510 в кодирующем устройстве фиг.11А.

Обычно преобразователь области 540 является LPC синтезирующим процессором, которым управляют, используя информацию о LPC фильтре, включенную в кодированное сообщение, где эта информация о LPC фильтре была сформирована процессором LPC 510 на фиг.11А и была введена в выходной сигнал кодирующего устройства как сторонняя информация. Аудио декодер, наконец, включает объединитель 600 для того, чтобы объединить первый декодированный сигнал, сформированный первым преобразователем области 440 и синтезированный сигнал, чтобы получить декодированный аудио сигнал 609.

В предлагаемом исполнении первый канал декодирования дополнительно включает деквантизатор/декодер 431 для того, чтобы выполнить преобразования, обратные выполненным соответствующим блоком 421 кодирующего устройства. Однако ясно, что квантизация не может быть полностью обратима, так как это операция с потерями информации. Однако деквантизатор полностью обращает определенную неоднородность квантизации, такую как логарифмическая квантизация или квантизация с уплотнением.

Во втором канале декодирования применена соответствующая стадия 533 для того, чтобы осуществить операции, обратные примененным на стадии 524. Предпочтительно, чтобы стадия 524 включала однородную квантизацию. Поэтому, у соответствующей стадии 533 не будет определенной стадии деквантизации для того, чтобы убрать однородную квантизацию.

Первый преобразователь 440 так же, как второй преобразователь 534, может включать соответствующие обратные преобразователи 440а, 534а, окна синтеза 440b, 534b, последовательно соединенные с блоком перекрытие/добавление 440с, 534с. Блоки перекрытие/добавление требуются, когда применяются преобразователи, и более определенно, обратные преобразователи 440а, 534а, используют совмещение вводимых преобразований, таких как модифицированное дискретное косинусное преобразование. Тогда, операция перекрытие/добавление выполнит отмену совмещения временного интервала (TDAC). Однако когда применяются преобразователи, не использующие совмещения преобразований, такие как обратное FFT, блок перекрытие/добавление 440с не требуется. В таком исполнении может быть применена операция перекрытия с затуханием или кроссфейд, чтобы избежать возникновения искажений, вызванных разбиением на блоки.

Аналогично, объединитель 600 может быть переключаемым объединителем или обеспечивать кроссфейд, или использовать совмещение для того, чтобы избежать искажений, вызванных разбиением на блоки, когда объединителем осуществляется переход с обработкой функцией окна, подобно блоку, осуществляющему перекрытие/добавление в пределах текущего кодирующего канала.

Фиг.1а иллюстрирует решение изобретения, имеющего два каскада переключателей. Моно сигнал, сигнал стерео или многоканальный сигнал подаются на переключатель 200. Переключателем 200 управляет блок 300. На вход блока выбора поступает подаваемый на вход переключателя 200. Альтернативно, блок 300 решения может также получить стороннюю информацию, которая включена в моно сигнал, сигнал стерео или многоканальный сигнал или, по крайней мере, связана с сигналом, где существует эта информация, которая может быть, например, сформирована первоначально при формировании моно сигнала, сигнала стерео или многоканального сигнала.

Блок выбора/анализатор сигнала 300 приводит в действие выключатель 200, чтобы сформировать сигнал в канале кодирования частотной области 400, иллюстрированном в верхней части фиг.1а, или в канале LPC кодирования 500, иллюстрированном в нижней части фиг.1а. Основной элемент канала кодирования частотной области - это блок спектрального преобразования 410, который служит для преобразования общего выходного сигнала стадии предварительной обработки (как будет обсуждено позже) в спектральную область. Блок спектрального преобразования может включать алгоритм MDCT, QMF, алгоритм FFT, вейвлет анализ или банк фильтров, такой как банк фильтров с критической выборкой, имеющий определенное число каналов, где сигналы подполос в этом банке фильтров могут быть реальными сигналами или комплексными сигналами. Выходные данные блока спектрального преобразования 410 кодируются с использованием спектрального аудио кодирующего устройство 421, которое может включать блоки обработки, известные из схемы кодирования ААС.

Вообще, обработка в канале 400 является обработкой, базирующейся на модели восприятия или информационной модели слуха. Таким образом, этот канал моделирует человеческий аудиторный звук, получаемый системой. Обратное к этому - это обработка в канале 500, которая должна сформировать сигнал возбуждения, разностный или области LPC. Вообще, обработка в канале 500 является обработкой на базе речевой модели или модели формирования информации. Для речевых сигналов этой моделью является модель системы, формирующей человеческую речь/звук. Если, однако, звук поступает из различных источников, требующих различных моделей формирования звука, который должен быть закодирован, то обработка в канале 500 может отличаться.

В канале кодирования 500 основной элемент - это устройство LPC 510, формирующее информацию LPC, которая используется для того, чтобы управлять параметрами LPC фильтра. Эта LPC информация передается в декодер. Выходной сигнал LPC процессора 510 - это сигнал LPC-области, который состоит из сигнала возбуждения и/или взвешенного сигнала.

LPC процессор вообще формирует сигнал области LPC, который может быть любым сигналом в области LPC, таким как сигнал возбуждения на фиг.7е, или взвешенным сигналом на фиг.7f, или любым другим сигналом, который был сформирован, с применением коэффициентов LPC фильтра к аудио сигналу. Кроме того, устройство LPC может также определить эти коэффициенты и может также квантовать/кодировать эти коэффициенты.

Решение в блоке выбора может быть адаптивным сигналом так, чтобы блок выбора выполнил разделение музыки/речи и управлял переключателем 200 таким способом, при котором музыкальные сигналы поступают в первый канал 400, а речевые сигналы поступают во второй канал 500. В одном решении информация о выборе блока выбора поступает в выходной битовый так, чтобы декодер мог использовать эту информацию о выборе, для выполнения правильных операций по декодированию.

Такой декодер иллюстрирован на фиг.1b. Сигнал, сформированный спектральным аудио кодирующим устройством 421, является после передачи входным для спектрального аудио декодера 431. Выходной сигнал спектрального аудио декодера 431 поступает на преобразователь во временную область 440. Аналогично, выходной сигнал канала кодирования LPC области 500 на фиг.1а поступает на декодер и обрабатывается элементами 531, 533, 534, и 532 для того, чтобы получить сигнал возбуждения LPC. Сигнал возбуждения LPC поступает на блок 540 LPC синтеза, который получает, на другой вход, информацию LPC, сформированную соответствующим аналитическим этапом LPC 510. Выходной сигнал преобразование во временную область 440 и/или выходной сигнал блок 540 LPC синтеза поступает на переключатель 600. Переключателем 600 управляет управляющий сигнал переключателя, который был, например, сформирован блоком выбора/анализа сигнала 300, или который обеспечен извне формирователем оригинального моно сигнала, сигнала стерео или многоканального сигнала. Выходной сигнал переключателя 600 является полным моно сигналом, сигналом стерео или многоканальным сигналом.

Входной сигнал переключателя 200 и блока выбора/анализа сигнала 300 может быть моно сигналом, стерео сигналом, многоканальным сигналом или вообще аудио сигналом. В зависимости от выбора, который может быть получен из переключателя входных сигналов 200 или из любого внешнего источника, такого как формирователь оригинального аудио сигнала, лежащего в основе входного сигнала переключателя 200, осуществляется переключение между каналом кодирования частоты 400 и LPC, кодирующим каналом 500. Канал кодирования частоты 400 включает блок спектрального преобразования 410, соединенный с блоком 421 квантования/кодирования. Блок квантования/кодирования может включать любую из функциональностей известных от современных кодирующих устройств области частот, таких как кодирующее устройство ААС. Кроме того, операцией по квантизации в блоке 421 квантования/кодирования можно управлять через физикоакустический модуль, который формирует физикоакустическую информацию, такую как маскирующий физикоакустический частотный порог, которая поступает на блок 421.

В LPC, кодирующем канале, выходной сигнал переключателя обработан LPC процессором 510, формирующим стороннюю LPC информацию и сигнал LPC-области. Кодирующее устройство возбуждения интелектуально включает дополнительный переключатель для того, чтобы переключить дальнейшую обработку сигнала LPC-области между операцией по квантизации/кодированию 522 в LPC-области или блоком 524 квантизации/кодирования, который обрабатывает данные в LPC-спектральной области. С этой целью спектральный преобразователь 523 установлен на входе блока 524 квантования/кодирования. Переключателем 521 управляют режимом разомкнутого контура или режимом замкнутого контура в зависимости от определенных параметров настройки, таких как, например, описанных в технической спецификации AMR-WB+.

Для режима управления замкнутого контура кодирующее устройство дополнительно включает обратное преобразование квантования/кодирования 531 для сигнала области LPC, обратное преобразование квантования/кодирования 533 для спектрального сигнала области LPC и обратного спектрального преобразователя 534 для выходного сигнала блока 533. Закодированный и снова расшифрованный сигналы во вторых каналах обработки подаются на устройство управления переключателем 525. В устройстве управления переключателем 525 эти два выходных сигнала сравниваются друг с другом и/или с целевой функцией или с целевой функцией, вычисленной на основе сравнения искажения в обоих сигналах так, чтобы использовался сигнал, имеющий более низкое искажение, для того, чтобы решить, как управлять переключателем 521. Альтернативно, в случае, если оба канала обеспечивают непостоянные битрейты, может быть выбран канал, обеспечивающий более низкий битрейт, даже когда отношение сигнал/шум этого канала ниже, чем отношение сигнал/шум другого канала. Альтернативно, целевая функция может использовать на входе отношение сигнал/шум каждого сигнала и битрейт каж