Устройство обработки сигналов и способ обработки сигналов, кодер и способ кодирования, декодер и способ декодирования, и программа

Устройство обработки сигналов и способ обработки сигналов, кодер и способ кодирования, декодер и способ декодирования, и программа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству обработки сигналов и способу обработки сигналов, кодеру и способу кодирования, декодеру и способу декодирования, и программе, и более конкретно, к устройству обработки сигналов и способу обработки сигналов, кодеру и способу кодирования, декодеру и способу декодирования, и программе для воспроизведения музыкального сигнала с улучшенным качеством звука в результате расширения частотного диапазона.

Уровень техники

В последнее время расширились службы по распределению музыки, предназначенные для распределения музыкальных данных через Интернет. Служба по распределению музыки распределяет, в качестве музыкальных данных, кодированные данные, полученные в результате кодирования музыкального сигнала. В качестве способа кодирования музыкального сигнала обычно используется способ кодирования, в котором размер файла кодированных данных сжимают для уменьшения скорости передачи битов, для экономии времени во время загрузки.

Такой способ кодирования музыкального сигнала широко можно разделить на способ кодирования, такой как МР3 (MPEG (Группа экспертов в области движущегося изображения) (Аудио уровни звука 3) (Международный стандарт ISO/IEC 11172-3) и такой способ кодирования, как НЕ-ААС (Высокоэффективный MPEG4 ААС) (Международный стандарт ISO/IEC 14496-3).

В способе кодирования, представленном МР3, удаляют компонент сигнала полосы высокой частоты (ниже, называемый высокой полосой) приблизительно выше 15 кГц или выше в музыкальном сигнале, который почти незаметен для человека, и кодируют полосу низкой частоты (ниже, называемую низкой полосой) компонента остального сигнала. Поэтому, способ кодирования упоминается как способ кодирования с удалением высокочастотной полосы. Этот вид способа кодирования с удалением высокочастотной полосы позволяет подавить размер файла кодированных данных. Однако, поскольку звук в высокой полосе в некоторой степени может быть воспринят человеком, если звук получают и выводят из декодированного музыкального сигнала, полученного путем декодирования кодированных данных, происходит потеря качества звука, таким образом, что теряется чувство реализма оригинального звука, и происходит ухудшение качества звука, такое как размытость звука.

В отличие от этого, в способе кодирования, представленном НЕ-ААС, выделяют специфичную информацию из компонента сигнала высокочастотной полосы и кодируют эту информацию в соединении с компонентом сигнала низкочастотной полосы. Способ кодирования называется ниже способом кодирования характеристики высокочастотной полосы. Поскольку в способе кодирования характеристики высокочастотной полосы кодируют только информацию характеристики компонента сигнала высокочастотной полосы, как информацию о компоненте сигнала высокочастотной полосы, уменьшается ухудшение качества звука, и может быть улучшена эффективность кодирования.

При декодировании данных, кодированных способом кодирования характеристики высокочастотной полосы, декодируют компонент сигнала низкочастотной полосы и информацию характеристики, и компонент сигнала высокочастотной полосы получают из компонента сигнала низкочастотной полосы и информации характеристики после декодирования. В соответствии с этим, технология, которая расширяет полосу частот компонента сигнала высокочастотной полосы, формируя компонент сигнала высокочастотной полосы из компонента сигнала низкочастотной полосы, называется технологией расширения полосы.

В качестве примера применения способа расширения полосы, после декодирования данных, кодированных способом кодирования с удалением высокочастотной полосы, выполняют последующую обработку. При последующей обработке компонент сигнала высокочастотной полосы, потерянный при кодировании, генерируют из декодируемого компонента сигнала низкочастотной полосы, расширяя, таким образом, полосу частот компонента сигнала низкочастотной полосы (см. Патентный документ 1). Способ расширения полосы частот предшествующего уровня техники называется ниже способом расширения полосы в соответствии с Патентным документом 1.

В способе расширения полосы в соответствии с Патентным документом 1, устройство выполняет оценку спектра мощности (ниже, соответственно, называется частотной огибающей высокочастотной полосы) для высокочастотной полосы из спектра мощности входного сигнала, путем установки компонента сигнала низкочастотной полосы после декодирования, в качестве входного сигнала, и формирует компонент сигнала высокочастотной полосы, имеющий частотную огибающую высокочастотной полосы, из компонента сигнала низкочастотной полосы.

На фиг.1 иллюстрируется пример спектра мощности низкочастотной полосы после декодирования, в качестве входного сигнала, и частотной огибающей оценки высокочастотной полосы.

На фиг.1 по вертикальной оси иллюстрируется мощность, как логарифм, и на горизонтальной оси иллюстрируется частота.

Устройство определяет полосу в нижней полосе компонента сигнала высокочастотной полосы (ниже называется начальной полосой расширения) из, своего рода, системы кодирования для входного сигнала, и информацию, такую скорость выборки, частота битов и т.п.(ниже называется информацией стороны). Далее устройство делит входной сигнал, как компонент сигнала низкочастотной полосы, на множество сигналов подполосы. Устройство получает множество сигналов подполос после разделения, то есть, получает среднее значение соответствующих групп (ниже называется мощностью группы) в направлении времени каждой мощности множества сигналов подполос на стороне нижней полосы, ниже, чем полоса начала расширения, (ниже просто называется стороной низкочастотной полосы). Как показано на фиг.1, в соответствии с устройством, предполагается, что среднее значение соответствующих мощностей группы сигналов множества подполос на стороне нижней полосы представляет собой мощность, и точка, делающая частоту нижнего конца полосы начала расширения частотой, представляет собой начальную точку. Устройство выполняет оценку первичной прямой линии с заданным наклоном, проходящей через начальную точку, в качестве частотной огибающей высокочастотной полосы, выше, чем полоса начала расширения (ниже просто называется стороной высокочастотной полосы). Кроме того, положение мощности начальной точки в направлении может быть отрегулировано пользователем. Устройство формирует каждый из множества сигналов подполосы на стороне высокочастотной полосы из множества сигналов подполосы на стороне низкочастотной полосы, как оценку частотной огибающей на стороне высокочастотной полосы. Устройство суммирует множество получаемых сигналов подполосы на стороне высокочастотной полосы друг с другом, получая компоненты сигналов высокочастотной полосы, и суммирует компоненты сигналов низкочастотной полосы друг с другом для вывода суммированных компонентов сигнала. Поэтому, музыкальный сигнал после расширения полосы частот близок к оригинальному музыкальному сигналу. Однако возможно формировать музыкальный сигнал с лучшим качеством.

Способ расширения полосы, раскрытый в Патентном документе 1, имеет преимущество, состоящее в том, что полоса частот может быть расширена для музыкального сигнала после декодирования кодированных данных с учетом различных способов кодирования с удалением высокочастотной полосы и кодированных данных с различными скоростями передачи битов.

Список литературы

Патентный документ

Патентный документ 1: Выложенная заявка на японский патент №2008-139844

Раскрытие изобретения

Задачи, решаемые изобретением

В соответствии с этим, способ расширения полосы, раскрытый в Патентном документе 1, может быть улучшен по сравнению с тем, что оцениваемая частотная огибающая на стороне высокочастотной полосы представляет собой первичную прямую линию с заданным наклоном, то есть, форма частотной огибающей является фиксированной.

Другими словами, спектр мощности музыкального сигнала имеет различные формы, и очень часто появляется музыкальный сигнал, в котором частотная огибающая на стороне высокочастотной полосы, оцениваемая способом расширения полосы, раскрытым в Патентном документе 1, существенно отклоняется.

На фиг.2 иллюстрируется пример исходного спектра мощности музыкального сигнала (атакующий музыкальный сигнал), имеющий быстрое изменение по времени, такое как при сильном однократном ударе по барабану.

Кроме того, на фиг.2 также иллюстрируется частотная огибающая на стороне высокочастотной полосы, оцениваемой по входному сигналу, путем установки компонента сигнала на стороне низкочастотной полосы атакующего сигнала относительно музыкального сигнала, используемого в качестве входного сигнала, с помощью способа расширения полосы, раскрытого в Патентном документе 1.

Как показано на фиг.2, спектр мощности оригинальной стороны высокочастотной полосы атакующего музыкального сигнала имеет, по существу, плоскую форму.

В отличие от этого, оценка частотной огибающей на стороне высокочастотной полосы имеет заданный отрицательный наклон и даже, если частоту отрегулировать так, чтобы она имела мощность, близкую к оригинальному спектру мощности, различие между мощностью и оригинальным спектром становится значительным, по мере того, как частота становится высокой.

В соответствии с этим, в способе расширения полосы, раскрытом в Патентном документе 1 оцениваемая частотная огибающая на стороне высокочастотной полосы не может воспроизводить частотную огибающую оригинальной стороны высокочастотной полосы с высокой точностью. Поэтому, если звук от музыкального сигнала после расширения частотной полосы будет сформирован и выведен, чистота звука в аудитории будет ниже, чем у исходного звука.

Кроме того, в способе кодирования характеристики высокочастотной полосы, таком как НЕ-ААС и т.п., описанном выше, частотная огибающая на стороне высокочастотной полосы используется как информация характеристики кодированных компонентов сигнала высокочастотной полосы. Однако необходимо воспроизводить частотную огибающую оригинальной стороны высокочастотной полосы с высокой точностью на стороне декодирования.

Настоящее изобретение было выполнено с учетом такого обстоятельства и обеспечивает музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество звука в результате расширения частотной полосы.

Решение задач

Устройство обработки сигналов, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, включает в себя: модуль демультиплексирования, который демультиплексирует входные кодированные данные в данные, включающие в себя информацию о сегменте, включающем в себя фреймы, в которых тот же коэффициент, что и коэффициент, используемый при формировании сигнала высокочастотной полосы, выбран на участке, подлежащем обработке и включающем в себя множество фреймов, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента, и кодированные данные низкочастотной полосы; модуль декодирования низкочастотной полосы, который декодирует кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы; модуль выбора, который выбирает коэффициент для фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных; модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, который вычисляет мощность подполосы высокочастотной полосы для сигнала подполосы высокочастотной полосы в каждой из подполос, составляющих сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы каждой из подполос, составляющих сигнал низкочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, и выбранного коэффициента; и модуль формирования сигнала высокочастотной полосы, который формирует сигнал высокочастотной полосы для фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы.

Участок, подлежащий обработке, разделен на сегменты так, что положения фреймов, прилегающих друг к другу, в которых выбраны разные коэффициенты, установлены в качестве граничных положений сегментов, а информация, указывающая длину каждого сегмента, установлена в качестве информации о сегментах.

Участок, подлежащий обработке, разделен на несколько сегментов, имеющих одинаковую длину так, чтобы длина сегмента была наибольшей, и информация, указывающая длину, и информация, указывающая, изменяется ли выбранный коэффициент перед и после каждого граничного положения сегментов, установлена в качестве информации о сегментах.

Когда один и тот же коэффициент выбран для нескольких сегментов подряд, данные могут включать в себя один элемент информации о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного на нескольких сегментах подряд.

Данные сформированы для каждого участка, подлежащего обработке, с помощью системы из первой системы и второй системы, имеющей меньшее количество данных, при этом в первой системе участок, подлежащий обработке, разделен на сегменты так, что положения фреймов, прилегающих друг к другу, в которых выбраны разные коэффициенты, установлены в качестве граничного положения сегментов, а информация, указывающая длину каждого из сегментов, установлена в качестве информации о сегментах, а во второй системе участок, подлежащий обработке, разделен на множество сегментов, имеющих одинаковую длину так, чтобы длина сегмента была наибольшей, и информация, указывающая длину, и информация, указывающая, отличаются ли выбранные коэффициенты перед и после граничного положения сегментов, установлена в качестве информации о сегменте, при этом данные дополнительно включают в себя информацию, указывающую, были ли указанные данные получены первой системой или второй системой.

Данные могут дополнительно включать в себя информацию повторного использования, указывающую, совпадает ли коэффициент исходного фрейма на участке, подлежащем обработке, с коэффициентом фрейма непосредственно перед исходным фреймом, и когда данные включают в себя информацию повторного использования, указывающую на совпадение двух коэффициентов, данные не включают в себя информацию о коэффициенте исходного сегмента участка, подлежащего обработке.

Когда назначен режим, в котором повторно используется информация о коэффициенте, данные включают в себя информацию повторного использования, а когда назначен режим, в котором повторное использование информации о коэффициенте запрещено, данные не включают в себя информацию повторного использования.

Способ обработки сигналов или программа, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, включают в себя следующие этапы: демультиплексируют входные кодированные данные на данные, включающие в себя информацию о сегменте, включающем в себя фреймы, в котором выбран один и тот же коэффициент в качестве коэффициента, используемого при формировании сигнала высокочастотной полосы, на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного для фреймов сегмента, и кодированные данные низкочастотной полосы; декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для получения сигнала низкочастотной полосы; выбирают коэффициент фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных; вычисляют мощность подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой из подполос, составляющих сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы для каждой подполосы, составляющей сигнал низкочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, и выбранного коэффициента; и формируют сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы.

В первом аспекте настоящего изобретения входные кодированные данные демультиплексируют на данные, включающие в себя информацию о сегменте, включающем в себя фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент в качестве коэффициента, используемого для формирования сигнала высокочастотной полосы, на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в указанных фреймах сегмента, и кодированные данные низкочастотной полосы, кодированные данные низкочастотной полосы декодируют для получения низкочастотного сигнала, коэффициент фрейма, подлежащего обработке, выбирают из множества коэффициентов на основе указанных данных, мощность подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, составляющей сигнал высокочастотной полосы во фрейме, подлежащем обработке, рассчитывают на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы каждой подполосы, составляющей сигнал низкочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, и выбранного коэффициента, и сигнал высокочастотной полосы фреймов, подлежащих обработке, формируют на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы.

Устройство обработки сигналов в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения включает в себя: модуль разделения подполос, который формирует сигнал подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигнал подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала; модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, который вычисляет псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, представляющей собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента; модуль выбора, который выбирает какой-либо коэффициент из множества коэффициентов для соответствующих фреймов входного сигнала путем сравнения мощности подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы; и модуль формирования, который формирует данные, включающие в себя информацию о сегменте, имеющей фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент на участке, подлежащем обработке, имеющем множество фреймов входного сигнала, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах указанного сегмента.

Модуль формирования разделяет участок, подлежащий обработке, на сегменты так, что положения фреймов, прилегающих друг к другу, в которых выбраны различные коэффициенты, установлены в качестве граничных положений сегментов, и устанавливают информацию, указывающую длину каждого из сегментов, в качестве информации о сегменте.

Модуль формирования разделяет участок, подлежащий обработке, на несколько сегментов одинаковой длины так, чтобы длина сегмента была наибольшей, и информация, указывающая длину, и информация, указывающая, изменяется ли выбранный коэффициент перед и после граничных положений сегментов установлена в качестве информации о сегментах.

Модуль формирования формирует данные, включающие в себя один элемент информации о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в нескольких сегментах подряд, когда одинаковый коэффициент выбран в нескольких сегментах подряд.

Модуль формирования формирует данные для каждого участка, подлежащего обработке, в системе из первой системы и второй системы, имеющей меньший объем данных, при этом в первой системе, участок, подлежащий обработке, разделен на сегменты так, что положения фреймов, примыкающих друг к другу, в которых выбраны различные коэффициенты, установлены в качестве граничных положений сегментов, а информация, указывающая длину каждого из сегментов, установлена в качестве информации о сегментах, а во второй системе участок, подлежащей обработке, разделен на несколько сегментов одинаковой длины так, чтобы длина сегмента была наибольшей, а информация, указывающая длину, и информация, указывающая, изменяется ли выбранный коэффициент перед и после граничного положения сегментов, установлена в качестве информации о сегментах.

Данные могут дополнительно включать в себя информацию, указывающую, получены ли данные первой системой или второй системой.

Модуль формирования формирует данные, включающие в себя информацию повторного использования, указывающую, совпадает ли коэффициент начального фрейма участка, подлежащего обработке, с коэффициентом фрейма непосредственно перед начальным фреймом, и когда информация повторного использования, указывающая, что коэффициенты совпадают, включена в данные, формируются данные, в которые не включена информация о коэффициенте начального сегмента участка, подлежащего обработке.

Когда назначен режим повторного использования информации о коэффициенте, модуль формирования формирует данные, включающие в себя информацию повторного использования, а когда назначен режим запрета повторного использования информации о коэффициенте, модуль формирования формирует данные, не включающие в себя информацию повторного использования.

Способ обработки сигналов или программа, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, включают в себя следующие этапы: формируют сигнал подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и сигнал подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала; вычисляют псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, представляющая собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента; выбирают какой-либо из множества коэффициентов для соответствующих фреймов входного сигнала путем сравнения мощности подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы; и формируют данные, включающие в себя информацию о сегменте, имеющем фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент на участке, подлежащем обработке, имеющем множество фреймов входного сигнала, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента.

Во втором аспекте настоящего изобретения предусмотрен сигнал подполосы низкочастотной полосы, состоящей из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и сигнал подполосы высокочастотной полосы, состоящей из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, вычисляют псевдомощность подполосы высокочастотной полосы в качестве оценочного значения мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента, какой-либо из множества коэффициентов для соответствующих фреймов входного сигнала выбирают путем сравнения мощности подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и формируют информации о сегменте, имеющем фреймы, в которых выбран одинаковый коэффициент на участке, подлежащем обработке, имеющем множество фреймов входного сигнала, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента.

Декодер, в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, включает в себя: модуль демультиплексирования, который демультиплексирует входные кодированные данные на данные, включающие в себя информацию о сегменте, включающем в себя фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент в качестве коэффициента, используемого при формировании сигнала высокочастотной полосы, на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента, и кодированные данные низкочастотной полосы; модуль декодирования низкочастотной полосы, который декодирует кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы; модуль выбора, который выбирает коэффициент фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных; модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, который вычисляет мощность подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, включающий в себя сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы каждой подполосы, составляющей сигнал низкочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, и выбранного коэффициента; модуль формирования сигнала высокочастотной полосы, который формирует сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы; и модуль синтеза, который синтезирует сигнал низкочастотной полосы и сигнал высокочастотной полосы для формирования выходного сигнала.

Способ декодирования по третьему аспекту настоящего изобретения включает в себя этапы: демультиплексируют входные кодированные данные на данные, включающие в себя информацию о сегменте, включающем в себя фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент в качестве коэффициента, используемого при формировании сигнала высокочастотной полосы, на участке, подлежащим обработке, включающем в себя множество фреймов, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента, и кодированные данные низкочастотной полосы, декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы, выбирают коэффициент фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе данных, рассчитывают мощность подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы каждой из подполос, включающих в себя сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы каждой подполосы, включающей в себя сигнал низкочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, и выбранного коэффициента, формируют сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы, и синтезируют сигнал низкочастотной полосы и сигнал высокочастотной полосы для формирования выходного сигнала.

В третьем аспекте настоящего изобретения входные кодированные данные демультиплексируют на данные, включающие в себя информацию о сегменте, включающем в себя фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент в качестве коэффициента, используемого при формировании сигнала высокочастотной полосы, на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента, и кодированные данные низкочастотной полосы, кодированные данные низкочастотной полосы декодируют для формирования низкочастотного сигнала, коэффициент фрейма, подлежащего обработке, выбирают из множества коэффициентов на основе указанных данных, мощность подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, составляющей сигнал высокочастотной полосы во фрейме, подлежащем обработке, рассчитывают на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы каждой подполосы, составляющей сигнал низкочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, и выбранного коэффициента, и сигнал высокочастотной полосы фреймов, подлежащих обработке, формируют на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы, и синтезируют сигнал низкочастотной полосы и сигнал высокочастотной полосы для формирования выходного сигнала.

Кодер в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения включает в себя: модуль разделения подполос, который формирует сигнал подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и сигнал подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала; модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, который вычисляет псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, представляющей собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента; модуль выбора, который выбирает какой-либо из множества коэффициентов для соответствующих фреймов входного сигнала путем сравнения мощности подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы; модуль кодирования высокочастотной полосы, который формирует кодированные данные высокочастотной полосы путем кодирования информации о сегменте, имеющем фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, и информации о коэффициенте, предназначенной для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента; модуль кодирования низкочастотной полосы, который кодирует сигнал низкочастотной полосы входного сигнала и формирует кодированные данные низкочастотной полосы; и модуль мультиплексирования, который формирует строку выходного кода путем мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы.

Способ кодирования в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения включает в себя: формируют сигнал подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигнал подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, вычисляют псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, представляющую собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента, выбирают какой-либо из множества коэффициентов для соответствующих фреймов входного сигнала путем сравнения мощности подполосы высокочастотной полосы сигнала подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и формируют кодированные данные высокочастотной полосы путем кодирования информации о сегменте, включающем в себя фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, и информации о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента, кодируют сигнал низкочастотной полосы входного сигнала, формируют кодированные данные низкочастотной полосы, и формируют строку выходного кода путем мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы.

В четвертом аспекте настоящего изобретения обеспечивают сигнал подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигнал подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, вычисляют псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, представляющую собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента, выбирают какой-либо из множества коэффициентов для соответствующих фреймов входного сигнала путем сравнения мощности подполосы высокочастотной полосы для сигнала подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, формируют кодированные данные высокочастотной полосы путем кодирования информации о сегменте, включающем в себя фреймы, в которых выбран один и тот же коэффициент, и информации о коэффициенте, для получения коэффициента, выбранного во фреймах сегмента, кодируют сигнал низкочастотной полосы входного сигнала, формируют кодированные данные низкочастотной полосы, и формируют строку выходного кода путем мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы.

Результаты изобретения

В соответствии с первого варианта осуществления по четвертый вариант осуществления возможно воспроизводить музыкальный сигнал с высоким качеством звука путем расширения полосы частот.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид примера, иллюстрирующего на примере энергетического спектра низкочастотной полосы после декодирования входной сигнал и огибающую частоты оценки высокочастотной полосы.

На фиг.2 показан вид, иллюстрирующий пример первоначального энергетического спектра музыкального сигнала атаки в соответствии с быстрым изменением по времени.

На фиг.3 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации устройства расширения полосы частот в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример процесса расширения полосы частот устройством расширения полосы частот по фиг.3.

На фиг.5 показан вид, иллюстрирующий компоновку энергетического спектра сигнала, подаваемого в устройство расширения полосы частот по фиг.3, и размещение полосового фильтра на оси частот.

На фиг.6 показан вид, иллюстрирующий пример, иллюстрирующий частотные характеристики вокальной области и энергетический спектр оценки высокочастотной полосы.

На фиг.7 показан вид, иллюстрирующий пример энергетического спектра сигнала, подаваемого в устройство расширения полосы частот по фиг.3.

На фиг.8 показан вид, иллюстрирующий пример вектора мощности после подъема входного сигнала по фиг.7.

На фиг.9 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициента, предназначенного для изучения коэффициента, используемого в схеме формирования сигнала высокочастотной полосы устройства расширения полосы частот по фиг.3.

На фиг.10 показана блок-схема последовательности операций, описывающая пример процесса изучения коэффициента устройством изучения коэффициента по фиг.9.

На фиг.11 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации кодера во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

На фиг.12 показана блок-схема последовательности операций, описывающая пример процесса кодирования кодером по фиг.11.

На фиг.13 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

На фиг.14 показана блок-схема последовательности операций, описывающая пример обработки декодирования декодером по фиг.13.

На фиг.15 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициента, предназначенного для изучения представительного вектора, используемого в схеме кодирования высокочастотной полосы кодера по фиг.11, и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, используемого в схеме декодера высокочастотной полосы декодера по фиг.13.

На фиг.16 показана блок-схема последовательности операций, описывающая пример процесса изучения коэффициента устройством изучения коэффициента по фиг.15.

На фиг.17 показан вид, иллюстрирующий пример кодированной строки на выходе кодера по фиг.11.

На фиг.18 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации кодера.

На фиг.19 показана блок-схема последовательности операций, описывающая обработку кодирования.

На фиг.20 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной к