Способ и устройство расширения частотного диапазона, способ и устройство кодирования, способ и устройство декодирования и программа

Способ и устройство расширения частотного диапазона, способ и устройство кодирования, способ и устройство декодирования и программа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и устройству расширения частотного диапазона, способу и устройству кодирования, способу и устройству декодирования и программе, в частности, относится к способу и устройству расширения частотного диапазона, способу и устройству кодирования, способу и устройству декодирования и программе, позволяющим воспроизводить музыкальные сигналы с более высоким качеством звучания за счет расширения частотных диапазонов.

Предпосылки к созданию изобретения

В последние годы стали широко использоваться сервисы распространения музыки, которые распространяют музыкальные данные через Интернет. При использовании таких сервисов распространения музыки, кодированные данные, получаемые путем кодирования музыкальных сигналов, распространяют в качестве музыкальных данных. Для кодирования музыкальных сигналов применяют способ кодирования, уменьшающий объем файла кодированных данных и снижающий скорость передачи данных, чтобы сократить затраты времени, если загрузка информации становится массовой.

Такие способы кодирования музыкальных сигналов по большей части разделяют на способы кодирования типа МР3 (MPEG (Группа экспертов по кинематографии) Аудиоуровень 3) (Международный стандарт ISO/IEC 11172-3) и т.п. и способы кодирования типа НЕ-ААС (высокоэффективный MPEG4 ААС) (Международный стандарт ISO/IEC 14496-3) и т.п.

При использовании способа кодирования из группы, куда относится МР3, удаляют составляющие музыкальных сигналов, относящиеся к высокочастотным диапазонам (далее именуемые высокие частоты или высокочастотные составляющие) с частотой приблизительно 15 кГц или более, которые с трудом воспринимаются человеческим ухом, и кодируют только составляющие сигнала, относящиеся к оставшимся низкочастотным диапазонам (далее именуемые низкие частоты или низкочастотные составляющие). Способы кодирования такого типа будут далее именоваться способами кодирования с подавлением высоких частот. Такой способ кодирования с подавлением высоких частот позволяет уменьшить объем файла кодированных данных. Однако высокочастотные звуки, пусть и в минимальной степени, все же воспринимаются человеком, так что при генерировании и воспроизведении звука из декодированного музыкального сигнала, полученного в результате декодирования таких кодированных данных, может происходить деградация качества звучания, такая как потеря реалистичности восприятия, каким обладал первоначальный звук, либо звук становится приглушенным.

Напротив, при использовании способа кодирования из группы, куда относится НЕ-ААС, выделяют характерную информацию (параметры) из высокочастотных составляющих сигнала и кодируют ее вместе с низкочастотными составляющими сигнала. Способы кодирования такого типа будут далее именоваться способами кодирования высокочастотных параметров. При использовании способа кодирования высокочастотных параметров только информацию о параметрах высокочастотных составляющих сигнала кодируют в качестве информации, относящейся к высокочастотным составляющим сигнала, что позволяет повысить эффективность кодирования, уменьшив при этом степень деградации качества звучания.

В процессе декодирования кодированных данных, полученных способом кодирования высокочастотных параметров, декодируют низкочастотные составляющие сигнала и параметрическую информацию и генерируют высокочастотные составляющие сигнала на основе таких декодированных низкочастотных сигналов и параметрической информации. Таким образом, в результате генерирования высокочастотных составляющих сигнала на основе низкочастотных составляющих происходит расширение частотного диапазона низкочастотных составляющих сигнала, а соответствующий способ будет далее именоваться способом расширения диапазонов.

Примером практического применения такого способа расширения диапазонов является процедура постобработки после декодирования данных, кодированных посредством описанного выше способа кодирования с подавлением высоких частот. В процессе такой постобработки частотный диапазон низкочастотных составляющих сигнала расширяется за счет генерирования высокочастотных составляющих сигнала, утраченных в результате кодирования, на основе низкочастотных составляющих сигнала после декодирования (см. PTL 1). Отметим, что способ расширения частотного диапазона, описанный в PTL 1, будет далее именоваться «способ PTL 1 расширения диапазона».

Согласно способу PTL 1 расширения диапазона устройство оценивает высокочастотный спектр мощности (далее именуемый высокочастотной огибающей, где это уместно) в составе спектра мощности входного сигнала, так что таким входным сигналом являются низкочастотные составляющие сигнала после декодирования, и генерирует высокочастотные составляющие сигнала, имеющие указанную частотную огибающую высоких частот, на основе низкочастотных составляющих сигнала.

На фиг.1 показан пример низкочастотного спектра мощности после декодирования, в качестве входного сигнала, и оценка высокочастотной огибающей.

На фиг.1 вертикальная ось представляет мощность в логарифмическом масштабе, а горизонтальная ось представляет частоту.

Устройство определяет диапазон низкочастотного края высокочастотных составляющих сигнала (далее именуемый исходным диапазоном расширения) на основе типа формата кодирования, относящегося к входному сигналу, и информации, такой как частота дискретизации, скорость передачи данных и т.п. (далее именуется побочная информация). Далее устройство разделяет входной сигнал, служащий низкочастотными составляющими сигнала, на сигналы множества поддиапазонов. Устройство определяет эти сигналы множества поддиапазонов после разделения, т.е. среднюю величину мощности по времени для каждой группы на основе мощности сигнала каждого из множества поддиапазонов на стороне низких частот (далее именуемой просто «сторона низких частот») от исходного диапазона расширения (далее именуемую «групповая мощность»). Как показано на фиг.1, устройство использует среднюю величину соответствующих групповых мощностей сигналов множества поддиапазонов на стороне низких частот в качестве мощности и использует точку, где частота представляет собой частоту нижнего края исходного диапазона расширения, в качестве начальной точки. Устройство оценивает прямую линию с заданным наклоном, проходящую через начальную точку, в качестве частотной огибающей на стороне высоких частот исходного диапазона расширения (далее именуемой просто «сторона высоких частот»). Отметим, что пользователь может регулировать положение начальной точки вдоль оси мощности. Устройство генерирует каждый из сигналов множества поддиапазонов на стороне высоких частот на основе сигналов множества поддиапазонов на стороне низких частот таким образом, чтобы получить соответствующую оценке частотную огибающую на стороне высоких частот. Устройство суммирует сформированные таким образом сигналы множества поддиапазонов на стороне высоких частот для получения высокочастотных составляющих сигнала и далее суммирует низкочастотные составляющие сигнала и передает все это на выход. Таким образом, музыкальный сигнал после расширения частотного диапазона становится намного ближе к первоначальному музыкальному сигналу. Соответственно, можно воспроизводить музыкальные сигналы с более высоким качеством звучания.

Преимуществом описанного выше способа PTL 1 расширения диапазона является способность расширять частотные диапазоны музыкальных сигналов после декодирования соответствующих кодированных данных, которые кодированы с использованием различных способов кодирования с подавлением высоких частот и различных скоростей передачи данных.

Список литературы

Патентная литература

PTL 1: Публикация нерассмотренной Заявки на патент Японии No. 2008-139844

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Однако способ PTL 1 расширения диапазона может быть усовершенствован с учетом того факта, что оценка частотной огибающей на стороне высоких частот представляет собой прямую линию с заданным наклоном, т.е. с учетом того факта, что эта частотная огибающая имеет фиксированную форму.

Иными словами, спектр мощности музыкального сигнала может иметь различные формы и, в зависимости от вида музыкальных сигналов, может в широких пределах отклоняться от той формы частотной огибающей на стороне высоких частот, которая была получена в соответствии со способом PTL 1 расширения диапазона.

На фиг.2 показан пример первоначального спектра мощности музыкального сигнала «агрессивного типа» (агрессивный музыкальный сигнал), который характеризуется внезапными изменениями во времени, такими как громкий удар барабана, например.

Отметим, что на фиг.2 совместно показаны составляющие на стороне низких частот в составе агрессивных музыкальных сигналов в качестве входных сигналов, полученные с применением способа PTL 1 расширения диапазона, и оценка частотной огибающей на стороне высоких частот входного сигнала.

Как показано на фиг.2, первоначальный спектр мощности на стороне высоких частот агрессивного музыкального сигнала является приблизительно равномерным («плоским»).

В отличие от этого, оценка частотной огибающей на стороне высоких частот имеет заданный отрицательный наклон, и даже если ее подстроить в начальной точке до мощности, более близкой к первоначальному спектру мощности, разница относительно этого первоначального спектра мощности увеличивается по мере увеличения частоты.

Таким образом, полученная способом PTL 1 расширения диапазона оценка частотной огибающей на стороне высоких частот не способна реализовать первоначальную частотную огибающую на стороне высоких частот с высокой степенью точности. Вследствие этого, в случае генерирования и воспроизведения звука на основе музыкального сигнала после расширения частотного диапазона, можно утратить чистоту звучания по сравнению с первоначальным звуком с точки зрения слушателя.

Кроме того, при использовании способа кодирования высокочастотных параметров, такого как НЕ-ААС или аналогичного, как описано выше, частотная огибающая на стороне высоких частот служит параметрической информацией относительно высокочастотных составляющих сигнала, подлежащего кодированию, но на декодирующей стороне требуется воспроизвести первоначальную частотную огибающую на стороне высоких частот с очень высокой точностью.

Настоящее изобретение создано с учетом такой ситуации и позволяет воспроизводить музыкальные сигналы с высоким качеством звучания благодаря расширению частотных диапазонов.

Решение проблемы

Устройство для расширения частотного диапазона согласно первому аспекту настоящего изобретения включает: средство разделения сигнала, конфигурированное для разделения входного сигнала на сигналы множества поддиапазонов; средство вычисления величины параметра, конфигурированное для вычисления оценки величины параметра, представляющей параметр входного сигнала, с использованием по меньшей мере одного из сигналов множества поддиапазонов, выделенных средством разделения сигнала, или входного сигнала; средство оценки мощности высокочастотного поддиапазона, конфигурированное для вычисления оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигнала поддиапазона с более высокой частотой, чем входной сигнал, на основе величины параметра, вычисленной средством вычисления величины параметра; и средство генерирования высокочастотных составляющих сигнала, конфигурированное для генерирования высокочастотных составляющих сигнала на основе сигналов множества поддиапазонов, выделенных средством разделения сигнала, и оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона, вычисленной средством оценки мощности высокочастотного поддиапазона; при этом частотный диапазон входного сигнала расширяется с использованием высокочастотных составляющих сигнала, формируемых средством генерирования высокочастотных составляющих сигнала.

Средство вычисления величины параметра выполнено с возможностью вычисления мощности низкочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигналов множества поддиапазонов, в качестве величины параметра.

Средство вычисления величины параметра изменения во времени выполнено с возможностью вычисления изменения мощности низкочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигналов множества поддиапазонов, во времени в качестве величины параметра.

Средство вычисления величины параметра выполнено с возможностью вычисления разности между максимальной и минимальной мощностями входного сигнала в заданном частотном диапазоне в качестве величины параметра.

Средство вычисления величины параметра выполнено с возможностью вычисления изменения во времени разности между максимальной величиной и минимальной величиной мощности входного сигнала в заданном частотном диапазоне в качестве величины параметра.

Средство вычисления величины параметра выполнено с возможностью вычисления наклона характеристики мощности входного сигнала в заданном частотном диапазоне в качестве величины параметра.

Средство вычисления величины параметра выполнено с возможностью вычисления изменения во времени наклона характеристики мощности входного сигнала в заданном частотном диапазоне в качестве величины параметра.

Средство оценки мощности высокочастотного поддиапазона выполнено с возможностью вычисления оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона на основе указанной величины параметра и полученного заранее посредством обучения коэффициента для каждого высокочастотного поддиапазона.

Указанный коэффициент для каждого высокочастотного поддиапазона может быть сгенерирован посредством кластеризации остаточного вектора высокочастотной составляющей сигнала, вычисленной с использованием указанного коэффициента для каждого высокочастотного поддиапазона, полученного посредством регрессионного анализа с применением множества обучающих сигналов, и осуществления регрессионного анализа для каждого кластера, образованного в результате кластеризации, с использованием обучающих сигналов, принадлежащих кластеру.

Остаточный вектор может быть нормирован с использованием величины дисперсии каждого компонента множества остаточных векторов, а после нормировки вектор может быть подвергнут кластеризации.

Средство оценки мощности высокочастотного поддиапазона выполнено с возможностью вычисления оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона на основе величины параметра, указанного коэффициента и константы для каждого из высокочастотных поддиапазонов; указанную константу вычисляют на основе вектора центра тяжести для новых кластеров, полученных путем дальнейшего вычисления остаточного вектора с использованием коэффициента для каждого высокочастотного поддиапазона, полученного посредством регрессионного анализа с использованием обучающих сигналов, принадлежащих кластеру, и выполнения кластеризации остаточного вектора до множества новых кластеров.

Средство оценки мощности высокочастотного поддиапазона выполнено с возможностью записи коэффициента для каждого из множества высокочастотных поддиапазонов и указателя, определяющего указанный коэффициент для каждого из множества высокочастотных поддиапазонов, коррелированным способом, а также записать несколько групп указатель-константа, причем некоторые из этих множества групп могут включать указатели, имеющие одинаковую величину.

Средство генерирования высокочастотного сигнала выполнено с возможностью генерирования высокочастотных составляющих сигнала на основе мощности низкочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигналов множества поддиапазонов, и оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона.

Способ расширения частотного диапазона согласно первому аспекту настоящего изобретения включает этапы, на которых: разделяют сигнал, предназначенный для разделения входного сигнала на сигналы множества поддиапазонов; вычисляют величину параметра, предназначенную для вычисления величины параметра, представляющей параметр входного сигнала, с использованием по меньшей мере одного из сигналов множества поддиапазонов, выделенных на этапе разделения сигнала, или входного сигнала; оценивают мощность высокочастотного поддиапазона, предназначенную для вычисления оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигнала поддиапазона, более высокочастотного, чем входной сигнал, на основе величины параметра, вычисленного на этапе вычисления величины параметра; и генерируют высокочастотные составляющие сигнала, предназначенные для генерирования высокочастотных составляющих сигнала на основе сигналов множества поддиапазонов, выделенных на этапе разделения сигнала, и оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона, вычисленной на этапе оценки мощности высокочастотного поддиапазона; при этом частотный диапазон входного сигнала расширяется с использованием высокочастотных составляющих сигнала, формируемых на этапе генерирования высокочастотных составляющих сигнала.

Программа согласно первому аспекту настоящего изобретения включает: этап разделения сигнала, предназначенный для разделения входного сигнала на сигналы множества поддиапазонов; этап вычисления величины параметра, предназначенный для вычисления величины параметра, представляющей параметр входного сигнала, с использованием по меньшей мере одного из сигналов множества поддиапазонов, выделенных на этапе разделения сигнала, или входного сигнала; этап оценки мощности высокочастотного поддиапазона, предназначенный для вычисления оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигнала поддиапазона, более высокочастотного, чем входной сигнал, на основе величины параметра, найденной на этапе вычисления величины параметра; и этап генерирования высокочастотных составляющих сигнала, предназначенный для генерирования высокочастотных составляющих сигнала на основе сигналов множества поддиапазонов, выделенных на этапе разделения сигнала, и оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона, вычисленной на этапе оценки мощности высокочастотного поддиапазона; управление компьютером для выполнения обработки с целью расширения частотного диапазона входного сигнала с использованием высокочастотных составляющих сигнала, формируемых на этапе генерирования высокочастотных составляющих сигнала.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения входной сигнал разделяют на сигналы множества поддиапазонов, величину параметра, представляющую параметр входного сигнала, вычисляют на основе по меньшей мере одного из сигналов множества поддиапазонов или входного сигнала, оценочную величину мощности высокочастотного поддиапазона, представляющую собой мощность сигнала поддиапазона, более высокочастотного, чем входной сигнал, вычисляют на основе вычисленной величины параметра, высокочастотные составляющие сигнала генерируют на основе сигналов множества поддиапазонов и оценочной величины мощности высокочастотного поддиапазона, и генерируют частотный диапазон входного сигнала с использованием сформированных высокочастотных составляющих сигнала.

Устройство кодирования согласно второму аспекту настоящего изобретения включает: средство разделения на поддиапазоны, для разделения входного сигнала на несколько поддиапазонов и для генерирования сигнала низкочастотных поддиапазонов, построенного из множества поддиапазонов на стороне низких частот, и сигнала высокочастотных поддиапазонов, построенного из множества поддиапазонов на стороне высоких частот; средство вычисления величины параметра, для вычисления величины параметра, представляющей параметр входного сигнала, с использованием по меньшей мере одного из сигналов низкочастотных поддиапазонов, генерируемых средством разделения на поддиапазоны, или входного сигнала; средство вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов, для вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов, представляющей собой псевдомощность сигнала высокочастотных поддиапазонов, на основе величины параметра, вычисленной посредством средства вычисления величины параметра; средство вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, для вычисления мощности высокочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигнала высокочастотного поддиапазона на основе сигналов высокочастотных поддиапазонов, генерируемых средством разделения на поддиапазоны, и для вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, представляющей собой разность относительно псевдомощности сигнала высокочастотных поддиапазонов, вычисленной средством вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов; средство кодирования высоких частот для кодирования разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, вычисленной средством вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, для генерирования кодированных данных высоких частот; средство кодирования низких частот для кодирования сигнала низких частот, представляющего собой сигнал низких частот из состава входного сигнала, для генерирования кодированных данных низких частот; и средство мультиплексора для мультиплексирования кодированных данных низких частот, генерируемых средством кодирования низких частот, и кодированных данных высоких частот, генерируемых средством кодирования высоких частот, с целью получения выходной кодовой строки.

Устройство кодирования может дополнительно включать средство декодирования низких частот для декодирования кодированных данных низких частот, генерируемых средством кодирования низких частот, с целью генерирования сигнала низких частот; при этом средство разделения на поддиапазоны генерирует сигнал низкочастотных поддиапазонов из сигнала низких частот, генерируемого средством декодирования низких частот.

Средство кодирования высоких частот выполнено с возможностью вычисления подобия между разностью псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов и репрезентативным вектором или репрезентативной величиной для заданного множества значений разностей в пространстве разностей псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов для генерирования индекса, соответствующего репрезентативному вектору или репрезентативной величине, для которых подобие максимально, в качестве кодированных данных высоких частот.

Средство вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов выполнено с возможностью вычисления оценочной величины на основе величин псевдомощности высокочастотных поддиапазонов для каждого поддиапазона и мощности высокочастотного поддиапазона для каждого множества коэффициентов для вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов; при этом средство кодирования высоких частот генерирует индекс, указывающий коэффициент наибольшей оценочной величины, в качестве кодированных данных высоких частот.

Средство вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов выполнено с возможностью вычисления оценочной величины на основе по меньшей мере одной из величин - суммы квадратов разностей псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов для каждого поддиапазона, максимального значения абсолютной величины псевдомощности высокочастотных поддиапазонов для этих поддиапазонов или средней величины разностей псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов для каждого поддиапазона.

Средство вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов выполнено с возможностью вычисления оценочной величины на основе разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов для разных кадров.

Средство вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов выполнено с возможностью вычисления вычисляемой величины с использованием разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, умноженной на весовой коэффициент, представляющий вес каждого поддиапазона, так что чем ниже частота поддиапазона, тем больше его весомый коэффициент.

Средство вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов выполнено с возможностью вычисления оценочной величины с использованием разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, умноженной на весовой коэффициент, представляющий вес каждого поддиапазона, так что чем больше мощность высокочастотного поддиапазона для какого-либо поддиапазона, тем больше его весовой коэффициент.

Способ кодирования согласно второму аспекту настоящего изобретения включает: этап разделения на поддиапазоны для разделения входного сигнала на множество поддиапазонов и генерирования сигнала низкочастотных поддиапазонов, построенного из множества поддиапазонов на стороне низких частот, и сигнала высокочастотных поддиапазонов, построенного из множества поддиапазонов на стороне высоких частот; этап вычисления величины параметра, для вычисления величины параметра, представляющей параметр входного сигнала, с использованием по меньшей мере одного из сигналов низкочастотных поддиапазонов, генерируемых на этапе разделения на поддиапазоны, или входного сигнала; этап вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов, для вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов, представляющей собой псевдомощность сигнала высокочастотных поддиапазонов, на основе величины параметра, вычисленной на этапе вычисления величины параметра; этап вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, для вычисления мощности высокочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигнала высокочастотного поддиапазона, на основе сигналов высокочастотных поддиапазонов, генерируемых на этапе разделения на поддиапазоны, и для вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, представляющей собой разность относительно псевдомощности сигнала высокочастотных поддиапазонов, вычисленной на этапе вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов; этап кодирования высоких частот, для кодирования разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, вычисленной на этапе вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, с целью генерирования кодированных данных высоких частот; этап кодирования низких частот, предназначенный для кодирования сигнала низких частот, представляющего собой сигнал низких частот из состава входного сигнала, с целью генерирования кодированных данных низких частот; и этап мультиплексирования, для мультиплексирования кодированных данных низких частот, генерируемых на этапе кодирования низких частот, и кодированных данных высоких частот, генерируемых на этапе кодирования высоких частот, для получения выходной кодовой строки.

Программа согласно второму аспекту настоящего изобретения, в соответствии с которой компьютер выполняет обработку данных, включающую: этап разделения на поддиапазоны, для разделения входного сигнала на множество поддиапазонов и для генерирования сигнала низкочастотных поддиапазонов, построенного из множества поддиапазонов на стороне низких частот, и сигнала высокочастотных поддиапазонов, построенного из множества поддиапазонов на стороне высоких частот; этап вычисления величины параметра, для вычисления величины параметра, представляющей параметр входного сигнала, с использованием по меньшей мере одного из сигналов низкочастотных поддиапазонов, генерируемых на этапе разделения на поддиапазоны, или входного сигнала; этап вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов, для вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов, представляющей собой псевдомощность сигнала высокочастотных поддиапазонов, на основе величины параметра, вычисленной на этапе вычисления величины параметра; этап вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов для вычисления мощности высокочастотного поддиапазона, представляющей собой мощность сигнала высокочастотного поддиапазона, на основе сигналов высокочастотных поддиапазонов, генерируемых на этапе разделения на поддиапазоны, и для вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, представляющей собой разность относительно псевдомощности сигнала высокочастотных поддиапазонов, вычисленной на этапе вычисления псевдомощности высокочастотных поддиапазонов; этап кодирования высоких частот, для кодирования разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, вычисленной на этапе вычисления разности псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, с целью генерирования кодированных данных высоких частот; этап кодирования низких частот, для кодирования сигнала низких частот, представляющего собой сигнал низких частот из состава входного сигнала, с целью генерирования кодированных данных низких частот; и этап мультиплексирования, для мультиплексирования кодированных данных низких частот, генерируемых на этапе кодирования низких частот, и кодированных данных высоких частот, генерируемых на этапе кодирования высоких частот, для получения выходной кодовой строки.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, разделяют входной сигнал на множество поддиапазонов, генерируют сигнал низкочастотных поддиапазонов, построенный из множества поддиапазонов на стороне низких частот, и сигнал высокочастотных поддиапазонов, построенный из множества поддиапазонов на стороне высоких частот, вычисляют величину параметра, представляющую параметр входного сигнала, с использованием по меньшей мере одного из генерируемых сигналов низкочастотных поддиапазонов или входного сигнала, вычисляют псевдомощность высокочастотных поддиапазонов, представляющую собой псевдомощность сигнала высокочастотных поддиапазонов, на основе вычисленной величины параметра, вычисляют мощность высокочастотных поддиапазонов, представляющую собой мощность сигнала высокочастотных поддиапазонов, на основе генерируемого сигнала высокочастотных поддиапазонов, вычисляют разность псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов, представляющую собой разность относительно псевдомощности сигнала высокочастотных поддиапазонов, кодируют вычисленную разность псевдомощностей сигнала высокочастотных поддиапазонов для генерирования кодированных данных высоких частот, кодируют сигнал низких частот, представляющий собой сигнал низких частот из состава входного сигнала, с целью генерирования кодированных данных низких частот, и мультиплексируют генерируемые кодированные данные низких частот и генерируемые кодированные данные высоких частот для получения выходной кодовой строки.

Устройство декодирования согласно третьему аспекту настоящего изобретения включает: средство демультиплексирования, выполненное с возможностью демультиплексирования кодированных входных данных с целью разделения их по меньшей мере на кодированные данные низких частот и индекс; средство декодирования низких частот, выполненное с возможностью декодирования указанных кодированных данных низких частот с целью генерирования сигнала низких частот; средство разделения на поддиапазоны, выполненное с возможностью разделения диапазона сигнала низких частот на несколько низкочастотных поддиапазонов с целью генерирования сигнала низкочастотных поддиапазонов для каждого из этих поддиапазонов низких частот; и средство генерирования, выполненное с возможностью генерирования сигнала высоких частот на основе указанных индекса и сигнала низкочастотных поддиапазонов.

Указанный индекс может быть получен в устройстве, кодирующем входной сигнал и передающем на выход кодированные данные, на основе входного сигнала перед кодированием, а высокочастотный сигнал оценивают на основе входного сигнала.

Индекс может не быть кодированным.

Индекс может представлять собой информацию, указывающую оценочный коэффициент, используемый для генерирования сигнала высоких частот.

Средство генерирования может генерировать сигнал высоких частот на основе оценочного коэффициента, указанного индексом, из совокупности множества оценочных коэффициентов.

Средство генерирования может включать средство вычисления величины параметра, выполненное с возможностью вычисления величины параметра, представляющей параметр кодированных данных, с использованием по меньшей мере одного из сигналов низкочастотных поддиапазонов или сигнала низких частот; средство вычисления мощности высокочастотных поддиапазонов, выполненное с возможностью вычисления мощности одного из высокочастотных поддиапазонов на основе сигнала высокочастотных поддиапазонов с использованием величины параметра и оценочного коэффициента, относящегося к каждому из множества высокочастотных поддиапазонов, составляющих диапазон сигнала высоких частот; и средство генерирования сигнала высоких частот, выполненное с возможностью генерирования сигнала высоких частот на основе мощности высокочастотного поддиапазона и сигнала низкочастотных поддиапазонов.

Средство вычисления мощности высокочастотных поддиапазонов выполнено с возможностью вычисления мощности высокочастотного поддиапазона для сигналов поддиапазонов высоких частот путем линейной комбинации множества величин параметров с использованием оценочного коэффициента для каждого из поддиапазонов высоких частот.

Средство вычисления величины параметра выполнено с возможностью вычисления мощности низкочастотного поддиапазона из состава сигнала низкочастотных поддиапазонов для каждого из низкочастотных поддиапазонов в качестве величины параметра.

Индекс может представлять собой информацию, указывающую оценочный коэффициент, позволяющий получить мощность высокочастотного поддиапазона, наиболее близко аппроксимирующую мощность высокочастотного поддиапазона, получаемую на основе сигнала высоких частот из состава входного сигнала перед кодированием, на основе результата сравнения мощности высокочастотного поддиапазона, получаемой на основе сигнала высоких частот из состава входного сигнала перед кодированием, и мощности высокочастотного поддиапазона, получаемой на основе указанного оценочного коэффициента из совокупности множества оценочных коэффициентов.

Индекс может представлять собой информацию, указывающую оценочный коэффициент, делающий минимальной сумму квадратов разностей между мощностью высокочастотного поддиапазона, полученной на основе сигнала высоких частот из состава входного сигнала перед кодированием, и мощностью высокочастотного поддиапазона, генерируемой на основе оценочного коэффициента, полученного для каждого из высокочастотных поддиапазонов.

Кодированные данные могут дополнительно включать разностную информацию, указывающую разность между мощностью высокочастотного поддиапазона, полученной на основе сигнала высоких частот из состава входного сигнала перед кодированием, и мощностью высокочастотного поддиапазона, генерируемой на основе оценочного коэффициента.

Эта разностная информация может быть кодирована.

Средство вычисления мощности высокочастотных поддиапазонов может суммировать разность