Кодер, декодер и способ для них

Кодер, декодер и способ для них

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая группа изобретений относится к устройству кодирования, устройству декодирования и способу для них, которые используются для системы связи, которая передает сигнал посредством кодирования сигнала.

Уровень техники

Когда речевые или звуковые сигналы передаются посредством системы связи с коммутацией пакетов, системы мобильной связи и т.п., как представлено посредством Интернет-связи, технологии сжатия и кодирования зачастую используются для того, чтобы повышать эффективность передачи речевых или звуковых сигналов. Дополнительно, в последние годы, при кодировании речевых или звуковых сигналов просто на низкой скорости передачи в битах, существует возрастающая потребность в технологии кодирования речевых или звуковых сигналов более широкой полосы частот.

Чтобы удовлетворять эти потребности, разработаны различные технологии для того, чтобы кодировать широкополосные речевые или звуковые сигналы без существенного увеличения объема информации после кодирования. Например, согласно технологии, раскрытой в патентном документе 1, устройство кодирования вычисляет параметр, чтобы формировать спектр высокочастотной части из спектральных данных, полученных посредством преобразования входного акустического сигнала в течение постоянного периода времени, и выводит этот параметр посредством его согласования с кодированной информацией низкочастотной части. В частности, устройство кодирования разделяет спектральные данные высокочастотной части частоты на множество подполос частот и вычисляет параметр, который указывает спектр низкочастотной части, которая является наиболее подобной спектру каждой подполосы частот. Затем, устройство кодирования регулирует наиболее подобный спектр низкочастотной части при помощи двух видов коэффициентов масштабирования так, что пиковая амплитуда или энергия подполосы частот (в дальнейшем в этом документе, "подполосная энергия") и форма в высокочастотном спектре, который должен быть сформирован, становится подобной пиковой амплитуде, подполосной энергии и форме спектра высокочастотной части входного сигнала в качестве цели.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

PTL 1. Публикация WO № 2007/052088

Сущность изобретения

Техническая задача

Тем не менее, согласно вышеописанному патентному документу 1, при комбинировании высокочастотного спектра, устройство кодирования выполняет логарифмическое преобразование для всех выборок (MDCT-коэффициентов) спектральных данных входного сигнала и комбинированных данных высокочастотного спектра. Затем, устройство кодирования вычисляет параметр так, что соответствующая подполосная энергия и формы становятся подобными пиковой амплитуде, подполосной энергии и форме высокочастотного спектра входного сигнала в качестве цели. Следовательно, имеется проблема в том, что объем арифметических операций в устройстве кодирования является очень большим. Дополнительно, устройство кодирования применяет вычисленный параметр ко всем выборкам в подполосах частот и не учитывает размеры амплитуд отдельных выборок. Следовательно, объем арифметических операций в устройстве кодирования при формировании высокочастотного спектра при помощи вычисленного параметра также становится очень большим. Дополнительно, качество декодированной речи, которая должна быть сформирована, является недостаточным, и существует возможность того, что анормальный звук формируется, в зависимости от ситуации.

Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство кодирования, устройство декодирования и способ для них, допускающие эффективное кодирование спектральных данных высокочастотной части и повышение качества декодированного сигнала на основе спектральных данных низкочастотной части широкополосного сигнала.

Решение задачи

Устройство кодирования настоящего изобретения выполнено с возможностью включать в себя: первое средство кодирования для формирования первой кодированной информации посредством кодирования более низкочастотной части, равной или меньшей предварительно определенной частоты входного сигнала; средство декодирования для формирования декодированного сигнала посредством декодирования первой кодированной информации; и второе средство кодирования для формирования второй кодированной информации посредством разделения высокочастотной части входного сигнала, превышающей предварительно определенную частоту, на множество подполос частот, оценки множества подполос частот, соответственно, из входного сигнала или декодированного сигнала, частичного выбора компонента спектра в каждой из подполос частот и вычисления параметра регулирования амплитуды для регулирования амплитуды для выбранного компонента спектра.

Устройство декодирования настоящего изобретения выполнено с возможностью включать в себя: средство приема для приема первой кодированной информации, полученной посредством кодирования более низкочастотной части входного сигнала, равной или меньшей предварительно определенной частоты, сформированной посредством устройства кодирования, и второй кодированной информации, сформированной посредством разделения высокочастотной части входного сигнала, превышающей предварительно определенную частоту, на множество подполос частот, оценки множества подполос частот, соответственно, из входного сигнала или из первого декодированного сигнала, полученного посредством декодирования первой кодированной информации, частичного выбора компонента спектра в каждой из подполос частот и вычисления параметра регулирования амплитуды для регулирования амплитуды для выбранного компонента спектра; первое средство декодирования для формирования второго декодированного сигнала посредством декодирования первой кодированной информации; и второе средство декодирования для формирования третьего декодированного сигнала посредством оценки высокочастотной части входного сигнала из второго декодированного сигнала.

Способ кодирования настоящего изобретения включает в себя: этап формирования первой кодированной информации посредством кодирования более низкочастотной части входного сигнала, равной или меньшей предварительно определенной частоты; этап формирования декодированного сигнала посредством декодирования первой кодированной информации; и этап формирования второй кодированной информации посредством разделения высокочастотной части входного сигнала, превышающей предварительно определенную частоту, на множество подполос частот, оценки множества подполос частот, соответственно, из входного сигнала или декодированного сигнала, частичного выбора компонента спектра в каждой из подполос частот и вычисления параметра регулирования амплитуды для регулирования амплитуды для выбранного компонента спектра.

Способ кодирования настоящего изобретения включает в себя: этап приема первой кодированной информации, полученной посредством кодирования более низкочастотной части входного сигнала, меньшей предварительно определенной частоты, сформированной посредством устройства кодирования, и второй кодированной информации, сформированной посредством разделения высокочастотной части входного сигнала, превышающей предварительно определенную частоту, на множество подполос частот, оценки множества подполос частот, соответственно, из входного сигнала или из первого декодированного сигнала, полученного посредством декодирования первой кодированной информации, частичного выбора компонента спектра в каждой из подполос частот и вычисления параметра регулирования амплитуды для регулирования амплитуды для выбранного компонента спектра; этап формирования второго декодированного сигнала посредством декодирования первой кодированной информации; и этап формирования третьего декодированного сигнала посредством оценки высокочастотной части входного сигнала из второго декодированного сигнала.

Положительный эффект изобретения

Согласно настоящему изобретению, спектральные данные высокочастотной части широкополосного сигнала могут быть эффективно кодированы/декодированы, объем арифметических операций может существенно уменьшаться, и качество декодированного сигнала также может быть повышено.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы связи, которая имеет устройство кодирования и устройство декодирования согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части устройства кодирования, показанного на фиг. 1 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции кодирования второго слоя, показанной на фиг. 2 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию секции кодирования усиления, показанной на фиг. 3 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию секции кодирования логарифмического усиления, показанной на фиг. 4 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 является схемой для пояснения подробностей процесса фильтрации в секции фильтрации согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей этап процесса поиска оптимального коэффициента T_p' основного тона подполосы SB_p частот в секции поиска согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части устройства декодирования, показанного на фиг. 1 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции декодирования второго слоя, показанной на фиг. 8 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции регулирования спектра, показанной на фиг. 9 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 11 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции декодирования логарифмического усиления, показанной на фиг. 10 согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 12 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции кодирования второго слоя согласно варианту 2 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 13 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции кодирования усиления, показанной на фиг. 12 согласно варианту 2 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 14 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции кодирования логарифмического усиления, показанной на фиг. 13 согласно варианту 2 осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 15 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части секции декодирования логарифмического усиления согласно варианту 2 осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления

Основная характеристика настоящего изобретения заключается в том, что устройство кодирования вычисляет параметр регулирования подполосной энергии и форму группы выборок, которая извлекается на основе положения выборки с максимальной амплитудой в подполосе частот, когда устройство кодирования формирует спектральные данные высокочастотной части сигнала, который должен быть кодирован, на основе спектральных данных низкочастотной части. Другая основная характеристика заключается в том, что устройство декодирования применяет вычисленный параметр к группе выборок, которая извлекается на основе положения выборки с максимальной амплитудой в подполосе частот. На основе этих характеристик настоящего изобретения, спектральные данные высокочастотной части широкополосного сигнала могут быть эффективно кодированы/декодированы, объем арифметических операций может существенно уменьшаться, и качество декодированного сигнала также может быть повышено.

Варианты осуществления настоящего изобретения подробнее поясняются ниже со ссылкой на чертежи. Устройство кодирования речи и устройство декодирования речи поясняются в качестве примера устройства кодирования и устройства декодирования согласно настоящему изобретению.

Вариант 1 осуществления

Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы связи, которая имеет устройство кодирования и устройство декодирования согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1, система связи включает в себя устройство 101 кодирования и устройство 103 декодирования, и они могут обмениваться данными друг с другом через канал 102 передачи. Как устройство 101 кодирования, так и устройство 103 декодирования обычно используются посредством установки на устройстве базовой станции, устройстве терминала связи и т.п.

Устройство 101 кодирования разделяет входной сигнал на каждые N выборок (N является натуральным числом) и кодирует каждый кадр посредством задания N выборок в качестве одного кадра. Входной сигнал, который должен кодироваться, выражается как x_n (n=0,..., N-1). Это n обозначает (n+1)-вый порядок элемента сигнала для входного сигнала, который разделяется на каждые N выборок. Устройство 101 кодирования передает кодированную входную информацию (кодированную информацию) в устройство 103 декодирования через канал 102 передачи.

Устройство 103 декодирования принимает кодированную информацию, передаваемую из устройства 101 кодирования, через канал 102 передачи.

Фиг. 2 является блок-схемой, показывающей релевантную конфигурацию внутренней части устройства 101 кодирования, показанного на фиг. 1. Когда частотой дискретизации входного сигнала является SR₁, секция 201 обработки понижающей дискретизации понижающе дискретизирует частоту дискретизации входного сигнала от SR₁ до SR₂ (SR₂<SR₁) и выводит входной сигнал, который понижающе дискретизируется, в секцию 202 кодирования первого слоя в качестве входного сигнала после понижающей дискретизации. Операция поясняется ниже посредством рассмотрения примера, когда SR₂ является 1/2 частотой дискретизации SR₁.

Секция 202 кодирования первого слоя формирует кодированную информацию первого слоя посредством кодирования входного сигнала после понижающей дискретизации, который вводится из секции 201 обработки понижающей дискретизации, например, при помощи способа кодирования речи системы CELP (линейного прогнозирования с возбуждением по коду). В частности, секция 202 кодирования первого слоя формирует кодированную информацию первого слоя посредством кодирования более низкочастотной части входного сигнала, равной или меньшей предварительно определенной частоты. Секция 202 кодирования первого слоя выводит сформированную кодированную информацию первого слоя в секцию 203 декодирования первого слоя и секцию 207 мультиплексирования кодированной информации.

Секция 203 декодирования первого слоя формирует декодированный сигнал первого слоя посредством декодирования кодированной информации первого слоя, которая вводится из секции 202 кодирования первого слоя, например, при помощи способа декодирования речи CELP-системы. Секция 203 декодирования первого слоя выводит сформированный декодированный сигнал первого слоя в секцию 204 обработки повышающей дискретизации.

Секция 204 обработки повышающей дискретизации повышающе дискретизирует от SR₂ до SR₁ частоту дискретизации декодированного сигнала первого слоя, который вводится из секции 203 декодирования первого слоя, и выводит декодированный сигнал первого слоя, которая повышающе дискретизируется, в секцию 205 обработки ортогонального преобразования в качестве декодированного сигнала первого слоя после повышающей дискретизации.

Секция 205 обработки ортогонального преобразования имеет буферы buf₁n и buf₂n (n=0,..., N-1) во внутренней части и выполняет модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) для входного сигнала x_n и декодированного сигнала y_n первого слоя после повышающей дискретизации, который вводится из секции 204 обработки повышающей дискретизации.

Касаясь процесса ортогонального преобразования посредством секции 205 обработки ортогонального преобразования, этап вычисления и вывод данных во внутренний буфер поясняются ниже.

Во-первых, секция 205 обработки ортогонального преобразования инициализирует буферы buf₁n и buf₂n посредством задания "0" в качестве начального значения, соответственно, посредством следующих уравнений 1 и 2.

	1
	2

Затем, секция 205 обработки ортогонального преобразования выполняет MDCT для входного сигнала x_n и декодированного сигнала y_n первого слоя после повышающей дискретизации посредством следующих уравнений 3 и 4 и получает MDCT-коэффициент входного сигнала (в дальнейшем в этом документе, "входной спектр") S2(k) и MDCT-коэффициент декодированного сигнала y_n первого слоя после повышающей дискретизации (в дальнейшем в этом документе, "декодированный спектр первого слоя") S1(k).

	3
	4

В вышеприведенных уравнениях k обозначает индекс каждой выборки в одном кадре. Секция 205 обработки ортогонального преобразования получает x_n' в качестве вектора комбинирования входного сигнала x_n и буфера buf₁n посредством следующего уравнения 5. Секция 205 обработки ортогонального преобразования также получает y_n' в качестве вектора комбинирования декодированного сигнала y_n первого слоя после повышающей дискретизации и буфера buf₂n посредством следующего уравнения 6.

	5
	6

Затем, секция 205 обработки ортогонального преобразования обновляет буферы buf₁n и buf₂n посредством уравнений 7 и 8.

	7
	8

Секция 205 обработки ортогонального преобразования выводит входной спектр S2(k) и декодированный спектр S1(k) первого слоя в секцию 206 кодирования второго слоя.

Процесс ортогонального преобразования посредством секции 205 обработки ортогонального преобразования поясняется выше.

Секция 206 кодирования второго слоя формирует кодированную информацию второго слоя при помощи входного спектра S2(k) и декодированного спектра S1(k) первого слоя, которые вводятся из секции 205 обработки ортогонального преобразования, и выводит сформированную кодированную информацию второго слоя в секцию 207 мультиплексирования кодированной информации. Подробности секции 206 кодирования второго слоя описываются ниже.

Секция 207 мультиплексирования кодированной информации мультиплексирует кодированную информацию первого слоя, которая вводится из секции 202 кодирования первого слоя, и кодированную информацию второго слоя, которая вводится из секции 206 кодирования второго слоя, и выводит исходный код мультиплексированной информации в канал 102 передачи в качестве кодированной информации посредством добавления кода ошибки при передаче и т.п. к этому исходному коду информации при необходимости.

Релевантная конфигурация внутренней части секции 206 кодирования второго слоя, показанной на фиг. 2, поясняется далее со ссылкой на фиг. 3.

Секция 206 кодирования второго слоя включает в себя секцию 260 разделения полосы частот, секцию 261 задания состояний фильтра, секцию 262 фильтрации, секцию 263 поиска, секцию 264 задания коэффициентов основного тона, секцию 265 кодирования усиления и секцию 266 мультиплексирования, и эти секции выполняют следующие операции.

Секция 260 разделения полосы частот разделяет высокочастотную часть (FL≤k<FH) входного спектра S2(k), который вводится из секции 205 обработки ортогонального преобразования, превышающую предварительно определенную частоту, на P (где P является целым числом, превышающим 1) подполос SB_p частот (p=0, 1,..., P-1). Секция 260 разделения полосы частот выводит полосу BW_p пропускания (p=0, 1,..., P-1) и индекс BS_p заголовка (т.е. начальную позицию подполосы частот) (p=0, 1,..., P-1) (FL≤BS_p<FH) каждой разделенной подполосы частот, в качестве информации разделения полосы частот, в секцию 262 фильтрации, секция 263 поиска и секция 266 мультиплексирования. В дальнейшем в этом документе, из входного спектра S2(k), часть, соответствующая подполосе SB_p частот, описывается как спектр S2_p(k) подполосы частот (BS_p≤k<BS_p+BW_p).

Секция 261 задания состояний фильтра задает декодированный спектр S1(k) первого слоя (0≤k<FL), который вводится из секции 205 обработки ортогонального преобразования, в качестве состояния фильтра, которое должно использоваться посредством секции 262 фильтрации. Т.е. декодированный спектр S1(k) первого слоя сохраняется в качестве внутреннего состояния (состояния фильтра) в полосе частот 0≤k<FL спектра S(k) всей полосы частот 0≤k<FH в секции 262 фильтрации.

Секция 262 фильтрации включает в себя фильтр основного тона из нескольких отводов, фильтрует спектр декодирования первого слоя на основе состояния фильтра, которое задается посредством секции 261 задания состояний фильтра, коэффициента основного тона, который вводится из секции 264 задания коэффициентов основного тона, и информации разделения полосы частот, которая вводится из секции 260 разделения полосы частот, и вычисляет оцененное значение S2_p'(k) (BS_p≤k<BS_p+BW_p) (p=0, 1,..., P-1) (в дальнейшем в этом документе, "оцененный спектр S2_p' подполосы SB_p частот") каждой подполосы SB_p частот (p=0, 1,..., P-1). Секция 262 фильтрации выводит оцененный спектр S2_p'(k) подполосы SB_p частот в секцию 263 поиска. Подробности процесса фильтрации секции 262 фильтрации описываются ниже. Предполагается, что число отводов из нескольких отводов может быть произвольным значением (целым числом), равным или превышающим 1.

Секция 263 поиска вычисляет степень подобия между оцененным спектром S2_p'(k) подполосы SB_p частот, который вводится из секции 262 фильтрации, и спектром S2_p(k) каждой подполосы частот в высокочастотной части (FL≤k<FH) входного спектра S2(k), который вводится из секции 205 обработки ортогонального преобразования, на основе информации разделения полосы частот, которая вводится из секции 260 разделения полосы частот. Эта степень подобия вычисляется, например, посредством вычисления корреляции. Процессы секции 262 фильтрации, секция 263 поиска и секция 264 задания коэффициентов основного тона составляют процесс поиска замкнутого контура для каждой подполосы частот. В каждом замкнутом контуре секция 263 поиска вычисляет степень подобия, соответствующую каждому коэффициенту основного тона, посредством различного изменения коэффициента T основного тона, который вводится из секции 264 задания коэффициентов основного тона в секцию 262 фильтрации. В замкнутом контуре для каждой подполосы частот секция 263 поиска получает оптимальный коэффициент T_p' основного тона (в диапазоне Tmin-Tmax), в котором степень подобия становится максимальной в замкнутом контуре, соответствующем подполосе SB_p частот, и выводит P оптимальных коэффициентов основного тона в секцию 266 мультиплексирования. Подробности способа вычисления степени подобия посредством секции 263 поиска описываются ниже.

Секция 263 поиска вычисляет часть полосы частот (полосы частот, которая является наиболее подобной каждому спектру каждой подполосы частот) декодированного спектра первого слоя, подобного каждой подполосе SB_p частот при помощи каждого оптимального коэффициента T_p' основного тона. Дополнительно, секция 263 поиска выводит в секцию 265 кодирования усиления оцененный спектр S2_p'(k), соответствующий каждому оптимальному коэффициенту T_p' основного тона (p=0, 1,..., P-1) и идеальному усилению α1_p, в качестве параметра регулирования амплитуды, который используется для того, чтобы вычислять оптимальный коэффициент T_p' основного тона (p=0, 1,..., P-1), вычисляемый согласно уравнению 9. В уравнении 9, M' обозначает число выборок, чтобы использовать для того, чтобы вычислять степень подобия D, и оно может быть произвольным значением, равным или меньшим полосы пропускания каждой подполосы частот. Разумеется, M' может быть значением ширины BW_i подполосы частот. Подробности процесса поиска оптимального коэффициента T_p' основного тона (p=0, 1,..., P-1) посредством секции 263 поиска описываются ниже.

9

Секция 264 задания коэффициентов основного тона последовательно выводит в секцию 262 фильтрации коэффициент T основного тона посредством его небольшого изменения в предварительно определенном диапазоне Tmin-Tmax поиска вместе с секцией 262 фильтрации и секцией 263 поиска под управлением секции 263 поиска. Секция 264 задания коэффициентов основного тона может задавать коэффициент T основного тона посредством его небольшого изменения в предварительно определенном диапазоне Tmin-Tmax поиска в случае выполнения процесса поиска замкнутого контура, соответствующего первой подполосе частот, и может задавать коэффициент T основного тона посредством его небольшого изменения на основе оптимального коэффициента основного тона, полученного в процессе поиска замкнутого контура, соответствующего (m-1)-вой подполосе частот, в случае выполнения процесса поиска замкнутого контура, соответствующего m-той (m=2, 3,..., P) подполосе частот, например, в и после второй подполосы частот.

Секция 265 кодирования усиления вычисляет для каждой подполосы частот логарифмическое усиление в качестве параметра для регулирования энергетического отношения в нелинейной области на основе входного спектра S2(k) и оцененного спектра S2_p'(k) (p=0, 1,..., P-1) и идеального усиления α1_p каждой подполосы частот, которые вводятся из секции 263 поиска. Секция 265 кодирования усиления квантует идеальное усиление и логарифмическое усиление и выводит квантованное идеальное усиление и квантованное логарифмическое усиление в секцию 266 мультиплексирования.

Фиг. 4 показывает внутреннюю конфигурацию секции 265 кодирования усиления. Секция 265 кодирования усиления, главным образом, состоит из секции 271 кодирования идеального усиления и секции 272 кодирования логарифмического усиления.

Секция 271 кодирования идеального усиления конфигурирует оцененный спектр S2'(k) высокочастотной части входного спектра посредством продолжения в частотной части оцененного спектра S2_p'(k) (p=0, 1,..., P-1) каждой подполосы частот, который вводится из секции 263 поиска. Затем, секция 271 кодирования идеального усиления вычисляет оцененный спектр S3'(k) посредством умножения идеального усиления α1_p каждой подполосы, вводимого из секции 263 поиска, на оцененный спектр S2'(k) согласно уравнению 10. В уравнении 10, BL_p обозначает индекс заголовка каждой подполосы частот, а BH_p обозначает индекс конца каждой подполосы частот. Секция 271 кодирования идеального усиления выводит вычисленный оцененный спектр S3'(k) в секцию 272 кодирования логарифмического усиления. Секция 271 кодирования идеального усиления квантует идеальное усиление α1_p и выводит квантованное идеальное усиление αQ1_p в секцию 266 мультиплексирования в качестве кодированной информации идеального усиления.

10

Секция 272 кодирования логарифмического усиления вычисляет логарифмическое усиление в качестве параметра (параметра регулирования амплитуды) для регулирования энергетического отношения в нелинейной области для каждой подполосы частот между высокочастотной частью (FL≤k<FH) входного спектра S2(k), который вводится из секции 205 обработки ортогонального преобразования, и оцененного спектра S3'(k), который вводится из секции 271 кодирования идеального усиления. Секция 272 кодирования логарифмического усиления выводит вычисленное логарифмическое усиление в секцию 266 мультиплексирования в качестве кодированной информации логарифмического усиления.

Фиг. 5 показывает внутреннюю конфигурацию секции 272 кодирования логарифмического усиления. Секция 272 кодирования логарифмического усиления, главным образом, состоит из секции 281 поиска максимальных значений амплитуды, секции 282 извлечения групп выборок и секции 283 вычисления логарифмического усиления.

Секция 281 поиска максимальных значений амплитуды выполняет поиск, для каждой подполосы частот, максимального значения MaxValue_p амплитуды и индекса выборки (компонента спектра) выборки с максимальной амплитудой, т.е. максимального индекса MaxIndex_p амплитуды, для оцененного спектра S3'(k), который вводится из секции 271 кодирования идеального усиления, как выражается посредством уравнения 11.

11

Секция 281 поиска максимальных значений амплитуды выводит оцененный спектр S3'(k), максимальное значение MaxValue_p амплитуды и максимальный индекс MaxIndex_p амплитуды в секцию 282 извлечения групп выборок.

Секция 282 извлечения групп выборок определяет флаг SelectFlag(k) извлечения для каждой выборки, соответствующей вычисленному максимальному индексу MaxIndex_p амплитуды для каждой подполосы частот, как выражается посредством уравнения 12. Секция 282 извлечения групп выборок выводит оцененный спектр S3'(k), максимальное значение MaxValue_p амплитуды и флаг SelectFlag(k) извлечения в секцию 283 вычисления логарифмического усиления. В уравнении 12, Near_p обозначает пороговое значение, которое становится основой определения флага SelectFlag(k) извлечения.

12

Т.е. секция 282 извлечения групп выборок определяет значение флага SelectFlag(k) извлечения на основе такого стандарта, что значение флага SelectFlag(k) извлечения легко становится равным 1 для выборки (компонента спектра), которая ближе к выборке, имеющей максимальное значение MaxValue_p амплитуды в каждой подполосе частот, как выражается посредством уравнения 12. Т.е. секция 282 извлечения групп выборок частично выбирает выборку на основе весового коэффициента, который предоставляет возможность простого выбора выборки, которая ближе к выборке, имеющей максимальное значение MaxValue_p амплитуды в каждой подполосе частот. В частности, секция 282 извлечения групп выборок выбирает выборку с индексом, который указывает, что расстояние от максимального значения MaxValue_p амплитуды находится в диапазоне Near_p, как выражается посредством уравнения 12. Дополнительно, секция 282 извлечения групп выборок задает значение флага SelectFlag(k) извлечения равным 1 для выборки индекса с четным номером, даже когда выборка не находится близко к выборке, имеющей максимальное значение амплитуды, как выражается посредством уравнения 12. Соответственно, даже когда выборка, имеющая большую амплитуду, присутствует в полосе частот на значительном расстоянии от выборки, имеющей максимальное значение амплитуды, эта выборка или выборка, имеющая амплитуду рядом с амплитудой этой выборки, может быть извлечена.

Секция 283 вычисления логарифмического усиления вычисляет энергетическое отношение (логарифмическое усиление) α2_p в логарифмической области высокочастотной части (FL≤k<FH) оцененного спектра S3'(k) и входного спектра S2(k), согласно уравнению 13, для выборки, в которой значение флага SelectFlag(k) извлечения, которое вводится из секции 282 извлечения групп выборок, равняется 1. В уравнении 13, M' обозначает число выборок, чтобы использовать для того, чтобы вычислять логарифмическое усиление, и оно может быть произвольным значением, равным или меньшим полосы пропускания каждой подполосы частот. Разумеется, M' может быть значением ширины BW_i подполосы частот.

13

Т.е. секция 283 вычисления логарифмического усиления вычисляет логарифмическое усиление α2_p только для выборки, которая частично выбирается посредством секции 282 извлечения групп выборок. Секция 283 вычисления логарифмического усиления квантует логарифмическое усиление α2_p и выводит квантованное логарифмическое усиление α2Q_p в секцию 266 мультиплексирования в качестве кодированной информации логарифмического усиления.

Процесс посредством секции 265 кодирования усиления поясняется выше.

Секция 266 мультиплексирования мультиплексирует, в качестве кодированной информации второго слоя, информацию разделения полосы частот, которая вводится из секции 260 разделения полосы частот, оптимальный коэффициент T_p' основного тона для каждой подполосы SB_p частот (p=0, 1,..., P-1), который вводится из секции 263 поиска, индексы (кодированную информацию идеального усиления и кодированную информацию логарифмического усиления), надлежащим образом соответствующие идеальным усилениям α1Q_p, и логарифмическому усилению α2Q_p, которые вводятся из секции 265 кодирования усиления, и выводит кодированную информацию второго слоя в секцию 207 мультиплексирования кодированной информации. Индексы T_p' и α1Q_p и α2Q_p могут непосредственно вводиться в секцию 207 мультиплексирования кодированной информации и могут быть мультиплексированы в качестве кодированной информации первого слоя посредством секции 207 мультиплексирования кодированной информации.

Подробности процесса фильтрации посредством секции 262 фильтрации, показанной на фиг. 3, поясняются далее со ссылкой на фиг. 6.

Секция 262 фильтрации формирует оцененный спектр в полосе частот BS_p≤k<BS_p+BW_p (p=0, 1,..., P-1) для подполосы SB_p частот (p=0, 1,..., P-1), при помощи состояния фильтра, которое вводится из секции 261 задания состояний фильтра, коэффициента T основного тона, который вводится из секции 264 задания коэффициентов основного тона, и информации разделения полосы частот, которая вводится из секции 260 разделения полосы частот. Передаточная функция F(z) фильтра, который используется посредством секции 262 фильтрации, выражается посредством следующего уравнения 14.

Процесс формирования оцененного спектра S2_p'(k) для спектра S2_p(k) подполосы частот поясняется далее посредством рассмотрения подполосы SB_p частот в качестве примера.

14

В уравнении 14, T обозначает коэффициент основного тона, который предоставляется из секции 264 задания коэффициентов основного тона, и β_i обозначает коэффициент фильтрации, который сохраняется заранее во внутренней части. Например, когда число отводов равняется 3, вариантом коэффициента фильтрации является (β_-1, β₀, β₁)=(0, 1, 0,8, 0, 1). Дополнительно, значение (β_-1, β₀, β₁)=(0,2, 0,6, 0,2), (0,3, 0,4, 0,3) также является подходящим. Значение (β_-1, β₀, β₁)=(0,0, 1,0, 0,0) также является подходящим, и в этом случае, значение указывает, что часть полосы частот декодированного спектра первого слоя полосы частот 0≤k<FL непосредственно копируется в полосу частот BS_p≤k<BS_p+BW_p без изменения формы части полосы частот. В следующем пояснении, значение (β_-1, β₀, β₁)=(0,0, 1,0, 0,0) предпо