Устройство и способ для кодирования/декодирования для расширения диапазона высоких частот

Устройство и способ для кодирования/декодирования для расширения диапазона высоких частот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Один или несколько аспектов настоящего изобретения относятся к способу и устройству для кодирования и декодирования аудиосигнала, например речевого сигнала или музыкального сигнала, а конкретнее к способу и устройству для кодирования и декодирования сигнала, соответствующего диапазону высоких частот аудиосигнала.

Предшествующий уровень техники

Сигнал, соответствующий диапазону высоких частот, менее чувствителен к точной структуре частоты, нежели сигнал, соответствующий диапазону низких частот. Таким образом, когда эффективность кодирования повышается для устранения ограничений в отношении разрядов, доступных для кодирования аудиосигнала, большое количество разрядов назначается сигналу, соответствующему диапазону низких частот, и относительно небольшое количество разрядов назначается сигналу, соответствующему диапазону высоких частот.

Технологией, применяющей вышеописанный способ, является копирование спектральных полос (SBR). В SBR эффективность кодирования повышается путем выражения высокочастотного сигнала с помощью огибающей и синтезирования огибающей во время процесса декодирования. SBR основывается на характеристиках слышимости человека, имеющих относительно низкое разрешение в отношении высокочастотного сигнала.

Подробное описание изобретения

Техническая проблема

Настоящее изобретение предоставляет способы расширения диапазона высоких частот на основе копирования спектральных полос (SBR).

Техническое решение

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предоставляется кодирующее устройство, включающее в себя дискретизатор с понижением частоты для понижающей дискретизации входного сигнала; базовый кодер для выполнения базового кодирования входного сигнала с пониженной дискретизацией; преобразователь частоты для выполнения преобразования частоты над входным сигналом и кодер с расширением для выполнения кодирования с расширением полосы частот, используя основной сигнал входного сигнала в частотной области.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется кодирующее устройство, включающее в себя дискретизатор с понижением частоты для понижающей дискретизации входного сигнала; базовый кодер для выполнения базового кодирования входного сигнала с пониженной дискретизацией; преобразователь частоты для выполнения преобразования частоты над входным сигналом и кодер с расширением для выполнения кодирования с расширением полосы частот, используя характеристики входного сигнала и основной сигнал входного сигнала в частотной области.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется кодирующее устройство, включающее в себя селектор режима кодирования для выбора режима кодирования для выполнения кодирования с расширением полосы частот на основе входного сигнала в частотной области и входного сигнала во временной области и кодер с расширением для выполнения кодирования с расширением полосы частот, используя входной сигнал в частотной области и режим кодирования.

Кодер с расширением может включать в себя генератор основного сигнала для формирования основного сигнала входного сигнала в частотной области из частотного спектра входного сигнала в частотной области; модуль оценки коэффициента для оценивания коэффициента регулирования энергии с использованием основного сигнала; модуль извлечения энергии для извлечения энергии из входного сигнала в частотной области; контроллер энергии для регулирования извлеченной энергии с использованием коэффициента регулирования энергии и квантователь энергии для квантования регулируемой энергии.

Кодер с расширением может включать в себя генератор основного сигнала для формирования основного сигнала входного сигнала в частотной области с использованием частотного спектра входного сигнала в частотной области; модуль оценки коэффициента для оценивания коэффициента регулирования энергии на основе использования характеристик входного сигнала и основного сигнала; модуль извлечения энергии для извлечения энергии из входного сигнала в частотной области; контроллер энергии для регулирования извлеченной энергии с использованием коэффициента регулирования энергии и квантователь энергии для квантования регулируемой энергии.

Кодер с расширением может включать в себя модуль извлечения энергии для извлечения энергии из входного сигнала в частотной области на основе режима кодирования; контроллер энергии для регулирования извлеченной энергии с использованием коэффициента регулирования энергии на основе режима кодирования и квантователь энергии для квантования регулируемой энергии на основе режима кодирования.

Генератор основного сигнала может включать в себя генератор искусственного сигнала для формирования искусственного сигнала, соответствующего диапазону высоких частот высокочастотной области, путем копирования и свертывания диапазона низких частот низкочастотной области входного сигнала в частотной области; модуль оценки огибающей для оценивания огибающей основного сигнала с использованием окна и блок применения огибающей для применения оцененной огибающей к искусственному сигналу.

Модуль оценки коэффициента может включать в себя первый вычислитель тональности для вычисления тональности диапазона высоких частот высокочастотной области входного сигнала в частотной области; второй вычислитель тональности для вычисления тональности основного сигнала и вычислитель коэффициента для вычисления коэффициента регулирования энергии с использованием тональности диапазона высоких частот высокочастотной области входного сигнала в частотной области и тональности основного сигнала.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется кодирующее устройство, включающее в себя блок классификации сигнала для определения режима кодирования входного сигнала на основе характеристик входного сигнала; кодер с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) для выполнения кодирования с CELP низкочастотного сигнала входного сигнала, когда режим кодирования входного сигнала определяется как режим кодирования с CELP; кодер во временной области (TD) с расширением для выполнения кодирования с расширением высокочастотного сигнала входного сигнала, когда кодированию с CELP подвергается низкочастотный сигнал входного сигнала; преобразователь частоты для выполнения преобразования частоты над входным сигналом, когда режим кодирования входного сигнала определяется как режим частотной области (FD) и кодер в FD для выполнения FD-кодирования преобразованного входного сигнала.

Кодер в FD может включать в себя кодер нормализации для извлечения энергии из преобразованного входного сигнала для каждой полосы частот и квантования извлеченной энергии; факториально-импульсный кодер для выполнения факториального импульсного кодирования (FPC) значения, полученного посредством масштабирования преобразованного входного сигнала, с использованием квантованного значения нормализации и генератор информации дополнительного шума для формирования информации дополнительного шума в соответствии с выполнением FPC, и преобразованный входной сигнал, введенный в кодер FD, может быть переходным кадром.

Кодер в FD может включать в себя кодер нормализации для извлечения энергии из преобразованного входного сигнала для каждой полосы частот и квантования извлеченной энергии; факториально-импульсный кодер для выполнения факториального импульсного кодирования (FPC) значения, полученного посредством масштабирования преобразованного входного сигнала, с использованием квантованного значения нормализации; генератор информации дополнительного шума для формирования информации дополнительного шума в соответствии с выполнением FPC; и кодер в FD с расширением для выполнения кодирования с расширением высокочастотного сигнала преобразованного входного сигнала, и преобразованный входной сигнал, введенный в кодер FD, может быть постоянным кадром.

Кодер в FD с расширением может выполнять квантование энергии с использованием одной и той же кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

Поток двоичных сигналов в соответствии с результатом выполнения FD-кодирования преобразованного входного сигнала может включать в себя информацию о режиме предыдущего кадра.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется кодирующее устройство, включающее в себя блок классификации сигнала для определения режима кодирования входного сигнала на основе характеристик входного сигнала; кодер коэффициентов линейного предсказания (LPC) для извлечения LPC из низкочастотного сигнала входного сигнала и квантования LPC; кодер с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) для выполнения кодирования с CELP сигнала возбуждения LPC низкочастотного сигнала входного сигнала, извлеченного с использованием LPC, когда режим кодирования входного сигнала определяется как режим кодирования с CELP; кодер во временной области (TD) с расширением для выполнения кодирования с расширением высокочастотного сигнала входного сигнала, когда кодированию с CELP подвергается сигнал возбуждения LPC; аудиокодер для выполнения аудиокодирования сигнала возбуждения LPC, когда режим кодирования входного сигнала определяется как аудиорежим; и кодер в FD с расширением для выполнения кодирования с расширением высокочастотного сигнала входного сигнала, когда аудиокодированию подвергается сигнал возбуждения LPC.

Кодер в FD с расширением может выполнять квантование энергии с использованием одной и той же кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется декодирующее устройство, включающее в себя базовый декодер для выполнения базового декодирования кодированного базовым кодированием входного сигнала, включенным в поток двоичных сигналов; дискретизатор с повышением частоты для повышающей дискретизации декодированного базовым декодированием входного сигнала; преобразователь частоты для выполнения преобразования частоты над входным сигналом с повышенной частотой дискретизации и декодер с расширением для выполнения декодирования с расширением полосы частот, используя энергию входного сигнала, включенного в поток двоичных сигналов, и входной сигнал в частотной области.

Декодер с расширением может включать в себя обратный квантователь для обратного квантования энергии входного сигнала; генератор основного сигнала для формирования основного сигнала с использованием входного сигнала в частотной области; вычислитель усиления для вычисления усиления, которое нужно применить к основному сигналу, используя обратно квантованную энергию и энергию основного сигнала; и блок применения усиления для применения усиления к каждой из полос частот.

Генератор основного сигнала может включать в себя генератор искусственного сигнала для формирования искусственного сигнала, соответствующего диапазону высоких частот, путем копирования и свертывания диапазона низких частот входного сигнала в частотной области; модуль оценки огибающей для оценивания огибающей основного сигнала с использованием окна, включенного в поток двоичных сигналов; и блок применения огибающей для применения оцененной огибающей к искусственному сигналу.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется декодирующее устройство, включающее в себя блок проверки информации о режиме для проверки информации о режиме каждого из кадров, включенных в поток двоичных сигналов; декодер с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) для выполнения декодирования с CELP кодированного c CELP кадра на основе результата проверки; декодер во временной области (TD) с расширением для формирования декодированного сигнала диапазона высоких частот с использованием по меньшей мере одного из результата выполнения декодирования с CELP и сигнала возбуждения низкочастотного сигнала; декодер частотной области (FD) для выполнения FD-декодирования кодированного в FD кадре на основе результата проверки и обратный преобразователь частоты для выполнения обратного преобразования частоты над результатом выполнения FD-декодирования.

Декодер в FD может включать в себя декодер нормализации для выполнения декодирования с нормализацией на основе информации нормализации, включенной в поток двоичных сигналов; декодер факториального импульсного кодирования (FPC) для выполнения декодирования FPC на основе информации факториального импульсного кодирования, включенной в поток двоичных сигналов; и блок выполнения шумового заполнения для выполнения шумового заполнения результата выполнения декодирования FPC.

Декодер в FD может включать в себя декодер нормализации для выполнения декодирования с нормализацией на основе информации нормализации, включенной в поток двоичных сигналов; декодер факториального импульсного кодирования (FPC) для выполнения декодирования FPC на основе информации факториального импульсного кодирования, включенной в поток двоичных сигналов; блок выполнения шумового заполнения для выполнения шумового заполнения результата выполнения декодирования FPC; и декодер в FD с расширением высокой частоты для выполнения декодирования с расширением высокой частоты на основе результата выполнения декодирования FPC и результата выполнения шумового заполнения.

Декодер в FD дополнительно может включать в себя кодер в FD с расширением низкой частоты для выполнения кодирования с расширением результатов выполнения декодирования FPC и шумового заполнения, когда значение верхней полосы у полосы частот, выполняющей декодирование FPC, меньше значения верхней полосы у полосы частот базового сигнала.

Декодер в FD с расширением высокой частоты может выполнять обратное квантование энергии путем совместного использования одной кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

Декодер в FD может выполнять FD-декодирование кодированного в FD кадра на основе информации о режиме предыдущего кадра, включенной в поток двоичных сигналов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется декодирующее устройство, включающее в себя блок проверки информации о режиме для проверки информации о режиме каждого из кадров, включенных в поток двоичных сигналов; декодер коэффициентов линейного предсказания (LPC) для выполнения декодирования LPC кадров, включенных в поток двоичных сигналов; декодер с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) для выполнения декодирования с CELP кодированного с CELP кадра на основе результата проверки; декодер во временной области (TD) с расширением для формирования декодированного сигнала диапазона высоких частот с использованием по меньшей мере одного из результата выполнения декодирования с CELP и сигнала возбуждения низкочастотного сигнала; аудиодекодер для выполнения аудиодекодирования кодированного аудиокадра на основе результата проверки; и декодер частотной области (FD) с расширением для выполнения декодирования с расширением с использованием результата выполнения аудиодекодирования.

Декодер в FD с расширением может выполнять обратное квантование энергии путем совместного использования одной кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ кодирования, включающий в себя понижающую дискретизацию входного сигнала; выполнение базового кодирования входного сигнала с пониженной дискретизацией; выполнение преобразования частоты над входным сигналом и выполнение кодирования с расширением полосы частот, используя основной сигнал входного сигнала в частотной области.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ кодирования, включающий в себя понижающую дискретизацию входного сигнала; выполнение базового кодирования входного сигнала с пониженной дискретизацией; выполнение преобразования частоты входного сигнала и выполнение кодирования с расширением полосы частот, используя характеристики входного сигнала и основной сигнал входного сигнала в частотной области.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ кодирования, включающий в себя выбор режима кодирования для выполнения кодирования с расширением полосы частот на основе использования входного сигнала в частотной области и входного сигнала во временной области и выполнение кодирования с расширением полосы частот, используя входной сигнал в частотной области и режим кодирования.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ декодирования, включающий в себя выполнение базового декодирования кодированного базовым кодом входного сигнала, включенным в поток двоичных сигналов; повышающую дискретизацию декодированного базовым кодом входного сигнала; выполнение преобразования частоты входного сигнала с повышенной частотой дискретизации и выполнение декодирования с расширением полосы частот, используя входной сигнал в частотной области и энергию входного сигнала, включенного в поток двоичных сигналов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ кодирования, включающий в себя определение режима кодирования входного сигнала на основе характеристик входного сигнала; выполнение кодирования с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) низкочастотного сигнала входного сигнала, когда режим кодирования входного сигнала определяется как режим кодирования с CELP; выполнение кодирования во временной области (TD) с расширением высокочастотного сигнала входного сигнала, когда кодированию с CELP подвергается низкочастотный сигнал входного сигнала; выполнение преобразования частоты входного сигнала, когда режим кодирования входного сигнала определяется как режим частотной области (FD); и выполнение FD-кодирования преобразованного входного сигнала.

Выполнение FD-кодирования может включать в себя выполнение квантования энергии путем совместного использования одной кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

Поток двоичных сигналов в соответствии с результатом выполнения FD-кодирования преобразованного входного сигнала может включать в себя информацию о режиме предыдущего кадра.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ кодирования, включающий в себя определение режима кодирования входного сигнала на основе характеристик входного сигнала; извлечение коэффициентов линейного предсказания (LPC) из низкочастотного сигнала входного сигнала и квантование LPC; выполнение кодирования с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) сигнала возбуждения LPC низкочастотного сигнала входного сигнала, извлеченного с использованием LPC, когда режим кодирования входного сигнала определяется как режим кодирования с CELP; выполнение кодирования во временной области (TD) с расширением высокочастотного сигнала входного сигнала, когда кодированию с CELP подвергается сигнал возбуждения LPC; выполнение аудиокодирования сигнала возбуждения LPC, когда режим кодирования входного сигнала определяется как режим аудиокодирования; и выполнение кодирования в частотной области (FD) с расширением высокочастотного сигнала входного сигнала, когда аудиокодированию подвергается сигнал возбуждения LPC.

Выполнение FD-кодирования с расширением может включать в себя выполнение квантования энергии путем совместного использования одной кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ декодирования, включающий в себя проверку информации о режиме каждого из кадров, включенных в поток двоичных сигналов; выполнение декодирования с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) кодированного с CELP кадром на основе результата проверки; формирование декодированного сигнала диапазона высоких частот с использованием по меньшей мере одного из результата выполнения декодирования с CELP и сигнала возбуждения низкочастотного сигнала; выполнение декодирования в частотной области (FD) кодированного в FD кадра на основе результата проверки и выполнение обратного частотного преобразования результата выполнения FD-декодирования.

Выполнение FD-декодирования может включать в себя выполнение обратного квантования энергии путем совместного использования одной кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

Выполнение FD-декодирования может включать в себя выполнение FD-декодирования кодированного в FD кадра на основе информации о режиме предыдущего кадра, включенной в поток двоичных сигналов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ декодирования, включающий в себя проверку информации о режиме каждого из кадров, включенных в поток двоичных сигналов; выполнение декодирования коэффициентов линейного предсказания (LPC) кадров, включенных в поток двоичных сигналов; выполнение декодирования с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) кодированного с CELP кадра на основе результата проверки; формирование декодированного сигнала высокочастотного сигнала с использованием по меньшей мере одного из результата выполнения декодирования с CELP и сигнала возбуждения низкочастотного сигнала; выполнение аудиодекодирования кодированного аудиокадра на основе результата проверки и выполнение декодирования с расширением частотной области (FD) с использованием результата выполнения аудиодекодирования.

Выполнение декодирования в FD с расширением может включать в себя выполнение обратного квантования энергии с использованием одной и той же кодовой книги на разных скоростях передачи битов.

Полезные результаты

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения можно эффективно расширить диапазон высоких частот путем извлечения основного сигнала входного сигнала и регулирования энергии входного сигнала с использованием тональности диапазона высоких частот входного сигнала и тональности основного сигнала.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - структурная схема кодирующего устройства и декодирующего устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2A - структурная схема всей структуры кодирующего устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2B - структурная схема всей структуры кодирующего устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2C - структурная схема кодера частотной области (FD), включенного в кодирующее устройство, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2D - структурная схема всей структуры кодирующего устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 - структурная схема базового кодера, включенного в кодирующее устройство, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 - структурная схема кодера с расширением, включенного в кодирующее устройство, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 - структурная схема кодера с расширением, включенного в кодирующее устройство, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 - структурная схема генератора основного сигнала, включенного в кодер с расширением, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 - структурная схема модуля оценки коэффициента, включенного в кодер с расширением, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 8 - блок-схема, иллюстрирующая работу квантователя энергии в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 9 - схема, иллюстрирующая процесс квантования энергии в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 10 - схема, иллюстрирующая процесс формирования искусственного сигнала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11A и 11B соответственно иллюстрируют окна для оценивания огибающей в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12A - структурная схема декодирующего устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12B - структурная схема декодирующего устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12C - структурная схема декодера FD, включенного в декодирующее устройство, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12D - структурная схема декодирующего устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 13 - структурная схема декодера с расширением, включенного в декодирующее устройство, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 14 - блок-схема, иллюстрирующая работу обратного квантователя, включенного в декодер с расширением, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 15A - блок-схема, иллюстрирующая способ кодирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 15B - блок-схема, иллюстрирующая способ кодирования в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 15C - блок-схема, иллюстрирующая способ кодирования в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 16A - блок-схема, иллюстрирующая способ декодирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 16B - блок-схема, иллюстрирующая способ декодирования в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 16C - блок-схема, иллюстрирующая способ декодирования в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 17 - структурная схема всей структуры кодирующего устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 18 - блок-схема, иллюстрирующая работу квантователя энергии, включенного в кодирующее устройство, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 19 - схема, иллюстрирующая процесс квантования энергии с использованием способа неравного распределения разрядов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 20 - схема, иллюстрирующая векторное квантование с использованием внутрикадрового предсказания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 21 - схема, иллюстрирующая процесс квантования энергии с использованием способа взвешивания частот в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 22 - схема, иллюстрирующая векторное квантование с использованием многоэтапного раздельного векторного квантования и внутрикадрового предсказания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 23 - схема, иллюстрирующая работу обратного квантователя, включенного в декодирующее устройство, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 24 - структурная схема всей структуры кодирующего устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 25 - схема, иллюстрирующая потоки двоичных сигналов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 26 - схема, иллюстрирующая способ выполнения распределения частот для каждой полосы частот в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 27 - схема, иллюстрирующая полосы частот, используемые в кодере в FD или декодере в FD в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Варианты осуществления изобретения

Ниже будут подробно описываться типовые варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 - структурная схема кодирующего устройства 101 и декодирующего устройства 102 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Кодирующее устройство 101 может формировать основной сигнал (или базовый сигнал) входного сигнала и передавать основной сигнал декодирующему устройству 102. Основной сигнал формируется на основе низкочастотного сигнала входного сигнала. Основной сигнал может быть сигналом возбуждения для расширения диапазона высоких частот, поскольку основной сигнал получается путем отбеливания информации огибающей низкочастотного сигнала. Декодирующее устройство 102 может восстановить входной сигнал из основного сигнала. Другими словами, кодирующее устройство 101 и декодирующее устройство 102 выполняют расширение сверхширокой полосы частот (SWB BWE). Если подробнее, то посредством SWB BWE сигнал, соответствующий диапазону высоких частот от 6,4 до 16 кГц, соответствующему SWB, может формироваться на основе декодированного широкополосного (WB) сигнала, соответствующего диапазону низких частот от 0 до 6,4 кГц. Здесь 16 кГц может меняться в соответствии с обстоятельствами. Декодированный WB-сигнал может формироваться с использованием речевого кодека в соответствии с линейным предсказанием с кодовым возбуждением (CELP) на основе области линейного предсказания (LPD) или путем выполнения квантования в частотной области. Пример способа выполнения квантования в частотной области может включать в себя усовершенствованное аудиокодирование (AAC) на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT).

Ниже подробно описаны операции кодирующего устройства 101 и декодирующего устройства 102.

Фиг. 2A - структурная схема всей структуры кодирующего устройства 101 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Ссылаясь на фиг. 2A, кодирующее устройство 101 может включать в себя дискретизатор 201 с понижением частоты, базовый кодер 202, преобразователь 203 частоты и кодер 204 с расширением.

Для широкополосного (WB) кодирования дискретизатор 201 с понижением частоты может понизить частоту дискретизации у входного сигнала. Обычно входной сигнал, например сверхширокополосный (SWB) сигнал, имеет частоту дискретизации 32 кГц и конвертируется в сигнал, имеющий частоту дискретизации, подходящую для WB-кодирования. Например, дискретизатор 201 с понижением частоты может дискретизировать с понижением частоты входной сигнал, имеющий частоту дискретизации, например, в 32 кГц, до сигнала, имеющего частоту дискретизации, например, в 12,8 кГц.

Базовый кодер 202 может выполнять базовое кодирование входного сигнала с пониженной дискретизацией. Другими словами, базовый кодер 202 может выполнять WB-кодирование. Например, базовый кодер 202 может выполнять WB-кодирование на основе способа CELP.

Преобразователь 203 частоты может выполнять преобразование частоты над входным сигналом. Например, преобразователь 203 частоты может выполнять быстрое преобразование Фурье (FFT) или MDCT для выполнения преобразования частоты над входным сигналом. В дальнейшем предполагается, что используется MDCT.

Кодер 204 с расширением может выполнять кодирование с расширением полосы частот, используя основной сигнал входного сигнала в частотной области. То есть кодер 204 с расширением может выполнять кодирование SWB BWE на основе входного сигнала в частотной области. В этом случае кодер 204 с расширением не принимает информацию кодирования, которая будет описываться ниже со ссылкой на фиг. 4.

Также кодер 204 с расширением может выполнять кодирование с расширением полосы частот на основе характеристик входного сигнала и на основе основного сигнала входного сигнала в частотной области. В этом случае кодер 204 с расширением может быть реализован, как проиллюстрировано на фиг. 4 или 5, в соответствии с источником характеристик входного сигнала.

Работа кодера 204 с расширением будет подробно описываться ниже со ссылкой на фиг. 4 и фиг. 5.

Таким образом, верхний путь и нижний путь на фиг. 2A обозначают соответственно процесс базового кодирования и процесс кодирования с расширением полосы частот. Информация об энергии входного сигнала может передаваться декодирующему устройству 102 посредством кодирования SWB BWE.

Фиг. 2B - структурная схема всей структуры кодирующего устройства 101 в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Ссылаясь на фиг. 2B, кодирующее устройство 101 может включать в себя блок 205 классификации сигнала, кодер 206 с CELP, кодер 207 во временной области (TD) с расширением, преобразователь 208 частоты и кодер 209 частотной области (FD).

Блок 205 классификации сигнала определяет режим кодирования входного сигнала на основе характеристик входного сигнала. В текущем варианте осуществления режим кодирования может быть способом кодирования.

Например, блок 205 классификации сигнала может определить режим кодирования входного сигнала с учетом характеристик временной области и характеристик частотной области входного сигнала. Также блок 205 классификации сигнала определяет, что нужно выполнить кодирование с CELP входного сигнала, когда характеристиками входного сигнала является речевой сигнал, и определяет, что нужно выполнить FD-кодирование входного сигнала, когда характеристиками входного сигнала является аудиосигнал.

Однако входной сигнал, поступивший в блок 205 классификации сигнала, может быть сигналом, у которого понижена частота дискретизации посредством дискретизатора с понижением частоты (не показан). Например, в соответствии с текущим вариантом осуществления входной сигнал может быть сигналом, имеющим частоту дискретизации 12,8 кГц или 16 кГц в результате повторной дискретизации сигнала, имеющего частоту дискретизации 32 кГц или 48 кГц. Повторная дискретизация может быть понижающей дискретизацией.

Как описано выше со ссылкой на фиг. 2A, сигнал, имеющий частоту дискретизации 32 кГц, может быть сверхширокополосным (SWB) сигналом. SWB-сигнал может быть полно-диапазонным (FB) сигналом. Сигнал, имеющий частоту дискретизации 16 кГц, может быть WB-сигналом.

Блок 205 классификации сигнала может определить режим кодирования низкочастотного сигнала, соответствующего диапазону низких частот входного сигнала, как режим CELP или режим FD на основе характеристик низкочастотного сигнала.

Если режим кодирования входного сигнала определяется как режим CELP, то кодер 206 с CELP выполняет кодирование с CELP низкочастотного сигнала входного сигнала. Например, кодер 206 с CELP может извлечь сигнал возбуждения из низкочастотного сигнала входного сигнала и квантовать извлеченный сигнал возбуждения на основе вклада постоянной кодовой книги и вклада адаптивной кодовой книги, соответствующих информации основного тона.

Однако настоящее изобретение этим не ограничивается, и кодер 206 с CELP может дополнительно извлечь коэффициенты линейного предсказания (LPC) из низкочастотного сигнала входного сигнала, квантовать извлеченный LPC и извлечь сигнал возбуждения, используя квантованный LPC.

Также в соответствии с текущим вариантом осуществления кодер 206 с CELP может выполнить кодирование с CELP низкочастотного сигнала входного сигнала в соответствии с различным режимом кодирования в соответствии с характеристиками низкочастотного сигнала входного сигнала. Например, кодер 206 с CELP может выполнить кодирование с CELP низкочастотного сигнала входного сигнала в соответствии с одним из, например, тонального режима кодирования, не тонального режима кодирования, переходного режима кодирования и общего режима кодирования.

Когда кодированию с CELP подвергается низкочастотный сигнал входного сигнала, кодер 207 в TD с расширением выполняет кодирование с расширением высокочастотного сигнала входного сигнала. Например, кодер 207 в TD с расширением квантует LPC высокочастотного сигнала, соответствующего диапазону высоких частот входного сигнала. В этом случае кодер 207 в TD с расширением может извлечь LPC высокочастотного сигнала входного сигнала и квантовать извлеченный LPC. В противном случае кодер 207 в TD с расширением может сформировать LPC высокочасто