Способ, устройство и система кодирования/декодирования

Способ, устройство и система кодирования/декодирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к технологиям обработки аудиосигналов и, в частности, к способу, устройству и системе кодирования/декодирования во временной области.

Уровень техники

Учитывая, что уши человека менее чувствительны к высокочастотной информации, чем к низкочастотной информации аудиосигнала, для сохранения пропускной способности канала и объема памяти высокочастотную информацию обычно «вырезают», что приводит к снижению качества аудиосигнала. Поэтому применяется технология расширения диапазона частот для восстановления «вырезанной» высокочастотной информации, с тем чтобы улучшить качество аудиосигнала. Поскольку скорость передачи аудиосигналов увеличивается, при этом обеспечивая эффективность кодирования, более широкий диапазон высокочастотной части, которая может быть кодирована, позволяет приемнику получать аудиосигнал с более широким диапазоном и более высоким качеством.

В уровне техники при условии высокой передачи аудиосигналов частотный спектр входного аудиосигнала может быть кодирован во всем диапазоне с использованием технологии расширения диапазона частот. Основной принцип кодирования состоит в следующем: выполняют обработку с полосовой фильтрацией в отношении входного аудиосигнала с использованием полосового фильтра (Band Pass Filter - BPF для краткости), чтобы получить полнодиапазонный сигнал для входного аудиосигнала; выполняют расчет энергии в отношении полнодиапазонного сигнала, чтобы получить энергию Ener0 полнодиапазонного сигнала; выполняют кодирование сигнала высокочастотного диапазона с использованием кодера на основе технологий расширения временного диапазона (Time Band Extension - TBE для краткости) и суперширокого диапазона (Super Wide Band - SWB для краткости), чтобы получить информацию кодирования в высокочастотном диапазоне; согласно сигналу высокочастотного диапазона определяют коэффициент кодирования с линейным прогнозированием (Linear Predictive Coding - LPC для краткости) в полном диапазоне и полнодиапазонный (Full Band - FB для краткости) сигнал возбуждения (Excitation), которые используются для прогнозирования полнодиапазонного сигнала; выполняют обработку с прогнозированием согласно коэффициенту LPC и FB сигналу возбуждения для получения прогнозируемого полнодиапазонного сигнала; выполняют обработку с коррекцией предыскажений в отношении прогнозируемого полнодиапазонного сигнала для определения энергии Ener1 прогнозируемого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений; и вычисляют энергетическое отношение Ener1 к Ener0. Информацию кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическое отношение передают декодеру, чтобы декодер мог восстанавливать полнодиапазонный сигнал для входного аудиосигнала согласно информации кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическому отношению и восстанавливать входной аудиосигнал.

В вышеописанном решении входной аудиосигнал, восстанавливаемый декодером, с высокой вероятностью имеет относительно сильное сигнальное искажение.

Раскрытие изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ, устройство и систему кодирования/декодирования для смягчения или устранения проблемы уровня техники, состоящей в том, что входной аудиосигнал, восстанавливаемый декодером, с высокой вероятностью имеет относительно сильное сигнальное искажение.

Согласно первому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ кодирования, включающий в себя этапы, на которых:

используя устройство кодирования, кодируют сигнал низкочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения характеристического фактора входного аудиосигнала;

используя устройство кодирования, выполняют кодирование и прогнозирование в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения первого полнодиапазонного сигнала;

используя устройство кодирования, выполняют обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, причем параметр коррекции предыскажений при обработке с коррекцией предыскажений определяют согласно характеристическому фактору;

используя устройство кодирования, вычисляют первую энергию первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений;

используя устройство кодирования, выполняют обработку с полосовой фильтрацией в отношении входного аудиосигнала для получения второго полнодиапазонного сигнала;

используя устройство кодирования, вычисляют вторую энергию второго полнодиапазонного сигнала;

используя устройство кодирования, вычисляют энергетическое отношение второй энергии второго полнодиапазонного сигнала к первой энергии первого полнодиапазонного сигнала; и

используя устройство кодирования, отправляют на устройство декодирования битовый поток, получаемый в результате кодирования входного аудиосигнала, причем битовый поток включает в себя характеристический фактор, информацию кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическое отношение входного аудиосигнала.

Со ссылкой на первый аспект в первом возможном варианте реализации первого аспекта способ дополнительно включает в себя этапы, на которых:

используя устройство кодирования, получают количество характеристических факторов;

используя устройство кодирования, определяют среднее значение характеристических факторов согласно характеристическим факторам и количеству характеристических факторов; и

используя устройство кодирования, определяют параметр коррекции предыскажений согласно среднему значению характеристических факторов.

Со ссылкой на первый аспект или первый возможный вариант реализации первого аспекта во втором возможном варианте реализации первого аспекта этап, на котором, используя устройство кодирования, выполняют прогнозирование в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения первого полнодиапазонного сигнала, включает в себя этапы, на которых:

используя устройство кодирования, определяют, согласно сигналу высокочастотного диапазона, коэффициент LPC и полнодиапазонный сигнал возбуждения, которые используют для прогнозирования полнодиапазонного сигнала; и

используя устройство кодирования, выполняют обработку с кодированием в отношении коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения для получения первого полнодиапазонного сигнала.

Со ссылкой на любой один из первого аспекта или первого или второго возможного варианта реализации первого аспекта в третьем возможном варианте реализации первого аспекта этап, на котором, используя устройство кодирования, выполняют обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, включает в себя этапы, на которых:

используя устройство кодирования, выполняют коррекцию путем смещения частотного спектра в отношении первого полнодиапазонного сигнала и выполняют обработку с отражением частотного спектра в отношении скорректированного первого полнодиапазонного сигнала; и

используя устройство кодирования, выполняют обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с отражением частотного спектра.

Со ссылкой на любой один из первого аспекта или первого, второго и третьего возможных вариантов реализации первого аспекта в четвертом возможном варианте реализации первого аспекта характеристический фактор используют для отражения характеристики аудиосигнала, и он включает в себя голосовой фактор, спектральный наклон, краткосрочную среднюю энергию или краткосрочную частоту переходов через нуль.

Согласно второму аспекту, настоящее изобретение обеспечивает способ декодирования, включающий в себя этапы, на которых:

используя устройство декодирования, принимают битовый поток аудиосигнала, отправляемый устройством кодирования, причем битовый поток аудиосигнала включает в себя характеристический фактор, информацию кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическое отношение аудиосигнала, соответствующего битовому потоку аудиосигнала;

используя устройство декодирования, выполняют декодирование в низкочастотном диапазоне в отношении битового потока аудиосигнала с использованием характеристического фактора для получения сигнала низкочастотного диапазона;

используя устройство декодирования, выполняют декодирование в высокочастотном диапазоне в отношении битового потока аудиосигнала с использованием информации кодирования в высокочастотном диапазоне для получения сигнала высокочастотного диапазона;

используя устройство декодирования, выполняют прогнозирование в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона для получения первого полнодиапазонного сигнала;

используя устройство декодирования, выполняют обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, причем параметр коррекции предыскажений при обработке с коррекцией предыскажений определяют согласно характеристическому фактору;

используя устройство декодирования, вычисляют первую энергию первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений;

используя устройство декодирования, получают второй полнодиапазонный сигнал согласно энергетическому отношению, содержащемуся в битовом потоке аудиосигнала, первому полнодиапазонному сигналу, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений, и первой энергии, причем энергетическое отношение представляет собой энергетическое отношение энергии второго полнодиапазонного сигнала к первой энергии; и

используя устройство декодирования, восстанавливают аудиосигнал, соответствующий битовому потоку аудиосигнала согласно второму полнодиапазонному сигналу, сигналу низкочастотного диапазона и сигналу высокочастотного диапазона.

Со ссылкой на второй аспект в первом возможном варианте реализации второго аспекта способ дополнительно включает в себя этапы, на которых:

используя устройство декодирования, получают количество характеристических факторов посредством декодирования;

используя устройство декодирования, определяют среднее значение характеристических факторов согласно характеристическим факторам и количеству характеристических факторов; и

используя устройство декодирования, определяют параметр коррекции предыскажений согласно среднему значению характеристических факторов.

Со ссылкой на второй аспект или первый возможный вариант реализации второго аспекта во втором возможном варианте реализации второго аспекта этап, на котором, используя устройство декодирования, выполняют прогнозирование в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона для получения первого полнодиапазонного сигнала, включает в себя этапы, на которых:

используя устройство декодирования, определяют, согласно сигналу высокочастотного диапазона, коэффициент LPC и полнодиапазонный сигнал возбуждения, которые используются для прогнозирования полнодиапазонного сигнала; и

используя устройство декодирования, выполняют обработку с кодированием в отношении коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения для получения первого полнодиапазонного сигнала.

Со ссылкой на любой один из второго аспекта или первого или второго возможного варианта реализации второго аспекта в третьем возможном варианте реализации второго аспекта этап, на котором, используя устройство декодирования, выполняют обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, включает в себя этапы, на которых:

используя устройство декодирования, выполняют коррекцию путем смещения частотного спектра в отношении первого полнодиапазонного сигнала и выполняют обработку с отражением частотного спектра в отношении скорректированного первого полнодиапазонного сигнала; и

используя устройство декодирования, выполняют обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с отражением частотного спектра.

Со ссылкой на любой один из второго аспекта или первого, второго и третьего возможных вариантов реализации второго аспекта в четвертом возможном варианте реализации второго аспекта характеристический фактор используют для отражения характеристики аудиосигнала, и он включает в себя голосовой фактор, спектральный наклон, краткосрочную среднюю энергию или краткосрочную частоту переходов через нуль.

Согласно третьему аспекту, настоящее изобретение обеспечивает устройство кодирования, включающее в себя:

первый модуль кодирования, выполненный с возможностью кодирования сигнала низкочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения характеристического фактора входного аудиосигнала;

второй модуль кодирования, выполненный с возможностью осуществления кодирования и прогнозирования в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения первого полнодиапазонного сигнала;

модуль обработки с коррекцией предыскажений, выполненный с возможностью осуществления обработки с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, причем параметр коррекции предыскажений при обработке с коррекцией предыскажений определяется согласно характеристическому фактору;

модуль вычисления, выполненный с возможностью вычисления первой энергии первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений;

модуль обработки с полосовой фильтрацией, выполненный с возможностью осуществления обработки с полосовой фильтрацией в отношении входного аудиосигнала для получения второго полнодиапазонного сигнала, при этом модуль вычисления выполнен с дополнительной возможностью вычисления второй энергии второго полнодиапазонного сигнала и вычисления энергетического отношения второй энергии второго полнодиапазонного сигнала к первой энергии первого полнодиапазонного сигнала; и

модуль отправки, выполненный с возможностью отправки на устройство декодирования битового потока, получаемого в результате кодирования входного аудиосигнала, причем битовый поток включает в себя характеристический фактор, информацию кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическое отношение входного аудиосигнала.

Со ссылкой на третий аспект в первом возможном варианте реализации третьего аспекта устройство кодирования дополнительно включает в себя модуль определения параметра коррекции предыскажений, выполненный с возможностью:

получения количества характеристических факторов;

определения среднего значения характеристических факторов согласно характеристическим факторам и количеству характеристических факторов; и

определения параметра коррекции предыскажений согласно среднему значению характеристических факторов.

Со ссылкой на третий аспект или первый возможный вариант реализации третьего аспекта во втором возможном варианте реализации третьего аспекта второй модуль кодирования, в частности, выполнен с возможностью:

определения, согласно сигналу высокочастотного диапазона, коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения, которые используются для прогнозирования полнодиапазонного сигнала; и

выполнения обработки с кодированием в отношении коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения для получения первого полнодиапазонного сигнала.

Со ссылкой на любой один из третьего аспекта или первого или второго возможного варианта реализации третьего аспекта в третьем возможном варианте реализации третьего аспекта модуль обработки с коррекцией предыскажений выполнен, в частности, с возможностью:

осуществления коррекции путем смещения частотного спектра в отношении первого полнодиапазонного сигнала, полученного вторым модулем кодирования, и осуществления обработки с отражением частотного спектра в отношении скорректированного первого полнодиапазонного сигнала; и

осуществления обработки с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с отражением частотного спектра.

Со ссылкой на любой один из третьего аспекта или первого, второго и третьего возможных вариантов реализации третьего аспекта в четвертом возможном варианте реализации третьего аспекта характеристический фактор используется для отражения характеристики аудиосигнала, и он включает в себя голосовой фактор, спектральный наклон, краткосрочную среднюю энергию или краткосрочную частоту переходов через нуль.

Согласно четвертому аспекту настоящее изобретение обеспечивает устройство декодирования, включающее в себя:

приемный модуль, выполненный с возможностью приема битового потока аудиосигнала, отправляемого устройством кодирования, причем битовый поток аудиосигнала включает в себя характеристический фактор, информацию кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическое отношение аудиосигнала, соответствующего битовому потоку аудиосигнала;

первый модуль декодирования, выполненный с возможностью осуществления декодирования в низкочастотном диапазоне в отношении битового потока аудиосигнала с использованием характеристического фактора для получения сигнала низкочастотного диапазона;

второй модуль декодирования, выполненный с возможностью: осуществления декодирования в высокочастотном диапазоне в отношении битового потока аудиосигнала с использованием информации кодирования в высокочастотном диапазоне для получения сигнала высокочастотного диапазона; и осуществления прогнозирования в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона для получения первого полнодиапазонного сигнала;

модуль обработки с коррекцией предыскажений, выполненный с возможностью осуществления обработки с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, причем параметр коррекции предыскажений при обработке с коррекцией предыскажений определяется согласно характеристическому фактору;

модуль вычисления, выполненный с возможностью: вычисления первой энергии первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений; и получения второго полнодиапазонного сигнала согласно энергетическому отношению, содержащемуся в битовом потоке аудиосигнала, первому полнодиапазонному сигналу, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений, и первой энергии, причем энергетическое отношение представляет собой энергетическое отношение энергии второго полнодиапазонного сигнала к первой энергии; и

модуль восстановления, выполненный с возможностью восстановления аудиосигнала, соответствующего битовому потоку аудиосигнала, согласно второму полнодиапазонному сигналу, сигналу низкочастотного диапазона и сигналу высокочастотного диапазона.

Со ссылкой на четвертый аспект в первом возможном варианте реализации четвертого аспекта устройство декодирования дополнительно включает в себя модуль определения параметра коррекции предыскажений, выполненный с возможностью:

получения количества характеристических факторов посредством декодирования;

определения среднего значения характеристических факторов согласно характеристическим факторам и количеству характеристических факторов; и

определения параметра коррекции предыскажений согласно среднему значению характеристических факторов.

Со ссылкой на четвертый аспект или первый возможный вариант реализации четвертого аспекта во втором возможном варианте реализации четвертого аспекта второй модуль декодирования выполнен, в частности, с возможностью:

определения, согласно сигналу высокочастотного диапазона, коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения, которые используются для прогнозирования полнодиапазонного сигнала; и

выполнения обработки с кодированием в отношении коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения для получения первого полнодиапазонного сигнала.

Со ссылкой на любой один из четвертого аспекта или первого или второго возможного варианта реализации четвертого аспекта в третьем возможном варианте реализации четвертого аспекта модуль обработки с коррекцией предыскажений выполнен, в частности, с возможностью:

осуществления коррекции путем смещения частотного спектра в отношении первого полнодиапазонного сигнала и осуществления обработки с отражением частотного спектра в отношении скорректированного первого полнодиапазонного сигнала; и

осуществления обработки с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с отражением частотного спектра.

Со ссылкой на любой один из четвертого аспекта или первого, второго и третьего возможных вариантов реализации четвертого аспекта в четвертом возможном варианте реализации четвертого аспекта характеристический фактор используется для отражения характеристики аудиосигнала, и он включает в себя голосовой фактор, спектральный наклон, краткосрочную среднюю энергию или краткосрочную частоту переходов через нуль.

Согласно пятому аспекту настоящее изобретение обеспечивает систему кодирования/декодирования, включающую в себя устройство кодирования по любому одному из третьего аспекта или первого, второго, третьего и четвертого возможных вариантов реализации третьего аспекта и устройство декодирования по любому одному из четвертого аспекта или первого, второго, третьего и четвертого возможных вариантов реализации четвертого аспекта.

Согласно способу устройству и системе кодека, предложенных в вариантах осуществления настоящего изобретения, обработка с коррекцией предыскажений выполняется в отношении полнодиапазонного сигнала за счет использования параметра коррекции предыскажений, определяемого согласно характеристическому фактору входного аудиосигнала, и затем полнодиапазонный сигнал кодируется и отправляется декодеру, чтобы декодер выполнял соответствующую обработку с декодированием и коррекцией предыскажений в отношении полнодиапазонного сигнала согласно характеристическому фактору входного аудиосигнала и восстанавливал входной аудиосигнал. Это решает проблему уровня техники, состоящую в том, что аудиосигнал, восстанавливаемый декодером, с высокой вероятностью имеет сигнальное искажение, и реализует адаптивную обработку с коррекцией предыскажений в отношении полнодиапазонного сигнала согласно характеристическому фактору аудиосигнала для улучшения производительности кодирования, чтобы входной аудиосигнал, восстанавливаемый декодером, имел относительно высокую точность воспроизведения и был ближе к исходному сигналу.

Краткое описание чертежей

Чтобы яснее изложить технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения или в уровне техники, далее вкратце описаны сопроводительные чертежи, необходимые для пояснения вариантов осуществления или уровня техники. Очевидно, что сопроводительные чертежи в последующем описании показывают некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалист в данной области техники сможет получить еще другие чертежи из этих сопроводительных чертежей, не применяя творческих усилий.

Фиг. 1 представляет собой блок-схему варианта осуществления способа кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 представляет собой блок-схему варианта осуществления способа декодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 представляет собой блок-схему варианта 1 осуществления устройства кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 представляет собой блок-схему варианта 1 осуществления устройства декодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 представляет собой блок-схему варианта 2 осуществления устройства кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 представляет собой блок-схему варианта 2 осуществления устройства декодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 7 представляет собой блок-схему варианта осуществления системы кодирования/декодирования согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Чтобы сделать яснее цели, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения, ниже четко и тщательно описываются технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь часть, а не все варианты осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, получаемые специалистом в данной области техники, исходя из вариантов осуществления настоящего изобретения без применения творческих усилий, должны подпадать под объем защиты настоящего изобретения.

Фиг. 1 представляет собой блок-схему варианта осуществления способа кодирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, вариант осуществления способа включает в себя следующие этапы:

S101: Устройство кодирования кодирует сигнал низкочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения характеристического фактора входного аудиосигнала.

Кодированный сигнал представляет собой аудиосигнал. Характеристический фактор используется для отражения характеристики аудиосигнала и включает в себя (без ограничения) «голосовой фактор», «спектральный наклон», «краткосрочную среднюю энергию» или «краткосрочную частоту переходов через нуль». Характеристический фактор может быть получен устройством кодирования путем кодирования сигнала низкочастотного диапазона входного аудиосигнала. В частности, используя голосовой фактор в качестве примера, этот голосовой фактор может быть получен посредством выполнения вычисления согласно периоду основного тона, алгебраической кодовой книге и их соответствующим коэффициентам усиления, получаемым из информации кодирования в низкочастотном диапазоне, которая получается путем кодирования сигнала низкочастотного диапазона.

S102: Устройство кодирования выполняет кодирование и прогнозирование в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения первого полнодиапазонного сигнала.

Когда сигнал высокочастотного диапазона кодирован, то далее получается информация кодирования в высокочастотном диапазоне.

S103: Устройство кодирования выполняет обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, причем параметр коррекции предыскажений при обработке с коррекцией предыскажений определяется согласно характеристическому фактору.

S104: Устройство кодирования вычисляет первую энергию первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений.

S105: Устройство кодирования выполняет обработку с полосовой фильтрацией в отношении входного аудиосигнала для получения второго полнодиапазонного сигнала.

S106: Устройство кодирования вычисляет вторую энергию второго полнодиапазонного сигнала.

S107: Устройство кодирования вычисляет энергетическое отношение второй энергии второго полнодиапазонного сигнала к первой энергии первого полнодиапазонного сигнала.

S108: Устройство кодирования отправляет на устройство декодирования битовый поток, получаемый в результате кодирования входного аудиосигнала, причем битовый поток включает в себя характеристический фактор, информацию кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическое отношении входного аудиосигнала.

Кроме того, вариант осуществления способа дополнительно включает в себя:

получение устройством кодирования количества характеристических факторов;

определение устройством кодирования среднего значения характеристических факторов согласно характеристическим факторам и количеству характеристических факторов; и

определение устройством кодирования параметра коррекции предыскажений согласно среднему значению характеристических факторов.

В частности, устройство кодирования может получать один из характеристических факторов. Используя пример, в котором характеристический фактор представляет собой голосовой фактор, устройство кодирования получает количество голосовых факторов и определяет, согласно голосовым факторам и количеству голосовых факторов, среднее значение голосовых факторов входного аудиосигнала, и далее определяет параметр коррекции предыскажений согласно среднему значению голосовых факторов.

Кроме того, выполнение устройством кодирования кодирования и прогнозирования в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона входного аудиосигнала для получения первого полнодиапазонного сигнала на этапе S102 включает в себя:

определение устройством кодирования, согласно сигналу высокочастотного диапазона, коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения, которые используются для прогнозирования полнодиапазонного сигнала; и

выполнение устройством кодирования обработки с кодированием в отношении коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения для получения первого полнодиапазонного сигнала.

Кроме того, этап S103 включает в себя:

выполнение устройством кодирования коррекции путем смещения частотного спектра в отношении первого полнодиапазонного сигнала и выполнение обработки с отражением частотного спектра в отношении скорректированного первого полнодиапазонного сигнала; и

выполнение устройством кодирования обработки с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с отражением частотного спектра.

При необходимости после этапа S103 вариант осуществления способа дополнительно включает в себя:

выполнение устройством кодирования обработки с повышающей дискретизацией и обработки с полосовой фильтрацией в отношении первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений; и

соответственно этап S104 включает в себя:

вычисление устройством кодирования первой энергии первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений, повышающей дискретизации и обработке с полосовой фильтрацией.

Конкретный вариант реализации варианта осуществления способа описан ниже с помощью примера, в котором характеристический фактор представляет собой голосовой фактор. Для других характеристических факторов процессы их реализации являются аналогичными и не будут подробно описаны в дальнейшем.

В частности, после приема входного аудиосигнала устройство сигнального кодирования в устройстве кодирования извлекает сигнал низкочастотного диапазона из входного аудиосигнала, причем соответствующий диапазон частотного спектра составляет [0, f1], и кодирует сигнал низкочастотного диапазона для получения голосового фактора входного аудиосигнала. В частности, устройство сигнального кодирования кодирует сигнал низкочастотного диапазона для получения информации кодирования в низкочастотном диапазоне, выполняет вычисления, согласно периоду основного тона, алгебраической кодовой книге и их соответствующим коэффициентам усиления, содержащимся в информации кодирования в низкочастотном диапазоне, для получения голосового фактора, и определяет параметр коррекции предыскажений согласно голосовому фактору. Устройство сигнального кодирования извлекает сигнал высокочастотного диапазона из входного аудиосигнала, причем соответствующий диапазон частотного спектра составляет [f1, f2], выполняет кодирование и прогнозирование в расширенном спектре в отношении сигнала высокочастотного диапазона для получения информации кодирования в высокочастотном диапазоне, определяет, согласно сигналу высокочасотного диапазона, коэффициент LPC и полнодиапазонный сигнал возбуждения, которые используются для прогнозирования полнодиапазонного сигнала, выполняет обработку с кодированием в отношении коэффициента LPC и полнодиапазонного сигнала возбуждения для получения прогнозируемого первого полнодиапазонного сигнала, и выполняет обработку с коррекцией предыскажений в отношении первого полнодиапазонного сигнала, причем параметр коррекции предыскажений при обработке с коррекцией предыскажений определяется согласно голосовому фактору. После определения первого полнодиапазонного сигнала могут быть выполнены коррекция путем смещения частотного спектра и обработка с отражением частотного спектра в отношении первого полнодиапазонного сигнала и затем может быть выполнена обработка с коррекцией предыскажений. При необходимости повышающая дискретизация и обработка с полосовой фильтрацией могут быть выполнены в отношении первого полнодиапазонного сигнала, который был подвергнут обработке с коррекцией предыскажений. Далее устройство кодирования вычисляет первую энергию Ener0 обработанного первого полнодиапазонного сигнала, выполняет обработку с полосовой фильтрацией в отношении входного аудиосигнала для получения второго полнодиапазонного сигнала, чей диапазон частотного спектра составляет [f2, f3], определяет вторую энергию Ener1 второго полнодиапазонного сигнала, определяет энергетическое отношение (ratio) Ener1 к Ener0 и включает характеристический фактор, информацию кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическое отношение входного аудиосигнала в битовый поток, получаемый в результате кодирования входного аудиосигнала, и отправляет битовый поток устройству декодирования, чтобы устройство декодирования восстанавливало аудиосигнал согласно принятому битовому потоку, характеристическому фактору, информации кодирования в высокочастотном диапазоне и энергетическому отношению.

Как правило, для входного аудиосигнала 48 килогерц (кГц - для краткости) соответствующий диапазон частотного спектра [0, f1] сигнала низкочастотного диапазона во входном аудиосигнале может, в частности, составлять [0, 8 кГц], и соответствующий диапазон частотного спектра [f1, f2] сигнала высокочастотного диапазона во входном аудиосигнале может, в частности, составлять [8 кГц, 16 кГц]. Соответствующий диапазон частотного спектра [f2, f3], соответствующий второму полнодиапазонному сигналу, может, в частности, составлять [16 кГц, 20 кГц]. Далее в качестве примера подробно описан способ реализации варианта осуществления способа путем использования конкретных диапазонов частотного спектра. Следует отметить, что настоящее изобретение применимо к этому варианту реализации, но не ограничено им.

В конкретной реализации сигнал низкочастотного диапазона, соответствующий [0, 8 кГц], может быть кодирован с использованием внутреннего кодера на основе технологии линейного прогнозирования с кодовым возбуждением (Code Excited Linear Prediction - CELP для краткости) с тем, чтобы получить информацию кодирования в низкочастотном диапазоне. Алгоритм кодирования, используемый внутренним кодером, может представлять собой существующий алгоритм линейного прогнозирования с возбуждением по алгебраическому коду (Algebraic Code Excited Linear Prediction - ACELP для краткости), но не ограничен им.

Период основного тона, алгебраическая кодовая книга и их соответствующие коэффициенты усиления извлекаются из информации кодирования в низкочастотном диапазоне, голосовой фактор (voice_factor) получается через вычисление, используя существующий алгоритм, причем подробности этого алгоритма не будут описаны дополнительно. После определения голосового фактора определяется фактор μ коррекции предыскажений, используемый для вычисле