УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, КОДЕР И СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ, ДЕКОДЕР И СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ, И ПРОГРАММА Российский патент 2015 года по МПК G10L21/04 G10L19/02 

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 конфигурации декодера.

На фиг.21 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.22 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.23 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.24 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.25 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.26 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.27 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.28 показан вид, иллюстрирующий пример конфигурации устройства изучения коэффициента.

На фиг.29 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс изучения коэффициента.

На фиг.30 показан вид, описывающий уменьшение объема кодирования строки индекса коэффициента.

На фиг.31 показан вид, описывающий уменьшение объема кодирования строки индекса коэффициента.

На фиг.32 показан вид, описывающий уменьшение объема кодирования строки индекса коэффициента.

На фиг.33 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации кодера.

На фиг.34 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.35 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера.

На фиг.36 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.37 показан вид, описывающий уменьшение объема кодирования строки индекса коэффициента.

На фиг.38 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера.

На фиг.39 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.40 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера.

На фиг.41 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.42 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации кодера.

На фиг.43 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.44 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера.

На фиг.45 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.46 показана схема, описывающая рециркуляцию индекса коэффициента.

На фиг.47 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.48 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.49 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.

На фиг.50 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.51 показана блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации аппаратных средств компьютера, выполняющего с помощью программы обработку, в которой применяется настоящее изобретение.

Осуществление изобретения

Вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на чертежи. Кроме того, его описание выполняют в следующей последовательности.

1. Первый вариант осуществления (когда настоящее изобретение применяют к устройству расширения полосы частот),

2. Второй вариант осуществления (когда настоящее изобретение применяют к кодеру и декодеру),

3. Третий вариант осуществления (когда индекс коэффициента включен в кодированные данные высокочастотной полосы),

4. Четвертый вариант осуществления (когда разность между индексом коэффициента и псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы включают в кодированные данные высокочастотной полосы),

5. Пятый вариант осуществления (когда индекс коэффициента выбирают, используя оценочное значение).

6. Шестой вариант осуществления (когда участок коэффициента является общим),

7. Седьмой вариант осуществления (когда объем кодирования строки индекса коэффициента уменьшается в направлении времени с использованием способа переменной длины),

8. Восьмой вариант осуществления (когда объем кодирования строки индекса коэффициента уменьшается в направлении времени с использованием способа фиксированной длины),

9. Девятый вариант осуществления (когда выбирают любой из способа переменной длины или способа фиксированной длины),

10. Десятый вариант осуществления (когда выполняют рециркуляцию информации с помощью переменного способа),

11. Одиннадцатый вариант осуществления (когда рециркуляцию информации выполняют с помощью способа с фиксированной длиной).

1. Первый вариант осуществления

В первом варианте осуществления выполняют обработку, которая расширяет полосу частот (ниже называется обработкой расширения полосы частот) в отношении компонента сигнала низкочастотной полосы после декодирования, полученного в результате декодирования кодированных данных, с использованием способа кодирования с удалением высокочастотной полосы.

Пример функциональной конфигурации устройства расширения полосы частот

На фиг.3 иллюстрируется пример функциональной конфигурации устройства расширения полосы частот в соответствии с настоящим изобретением.

Устройство 10 расширения полосы частот выполняет обработку расширения полосы частот в отношении входного сигнала, путем установки компонента сигнала низкочастотной полосы после декодирования, в качестве входного сигнала, и выводит полученный в результате сигнал после процесса расширения полосы частот, в качестве выходного сигнала.

Устройство 10 расширения полосы частот включает в себя фильтр 11 низкой частоты, схему 12 задержки, полосовой фильтр 13, схему 14 вычисления величины характеристики, схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, схему 16 формирования высокочастотной полосы, фильтр 17 высокой частоты и сумматор 18 сигнала.

Фильтр 11 низкой частоты фильтрует входной сигнал по заданной частоте среза и подает компонент сигнала низкочастотной полосы, который представляет собой компонент сигнала низкочастотной полосы, в качестве сигнала после фильтрации в схему 12 задержки.

Поскольку схема 12 задержки синхронизирована для суммирования друг с другом компонента сигнала низкочастотной полосы из фильтра 11 низкой частоты и компонента сигнала высокочастотной полосы, который будет описан ниже, она выполняет задержку только компонента сигнала низкочастотной полосы на определенное время и компонент сигнала низкочастотной полосы подают в сумматор 18 сигнала.

Полосовой фильтр 13 включает в себя полосовые фильтры 13-1-13-N, имеющие полосы пропускания, отличающиеся друг от друга. Полосовой фильтр 13-i ((≤i≤N)) передает сигнал в заданной полосе пропускания входного сигнала и подает пропущенный сигнал как, один из множества сигналов подполосы в схему 14 вычисления величины характеристики и схему 16 формирования сигнала высокочастотной полосы.

Схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя, по меньшей мере, один из множества сигналов подполос и входной сигнал из полосового фильтра 13, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы. Здесь величины характеристики представляют собой информацию, представляющую особенность входного сигнала, в качестве сигнала.

Схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, которая представляет собой мощность сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы высокочастотной полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 14 вычисления величины характеристики, и подает рассчитанное значение оценки в схему 16 формирования сигнала высокочастотной полосы.

Схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы формирует компонент сигнала высокочастотной полосы, который представляет собой компонент сигнала высокочастотной полосы на основе множества сигналов подполос из полосового фильтра 13, и значение оценки для множества значений мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, и подает сформированный компонент высокого сигнала в фильтр 17 высокой частоты.

Фильтр 17 высокой частоты фильтрует компонент сигнала высокочастотной полосы из схемы 16 формирования сигнала высокочастотной полосы, используя частоту среза, соответствующую частоте среза фильтра 11 низкой частоты, и подает отфильтрованный компонент сигнала высокочастотной полосы в сумматор 18 сигнала.

Сумматор сигнала 18 суммирует компонент сигнала низкочастотной полосы из схемы 12 задержки и компонент сигнала высокочастотной полосы из фильтра 17 высокочастотной полосы и выводит просуммированные компоненты, как выходной сигнал.

Кроме того, в конфигурации на фиг.3, для получения сигнала подполосы, применяют полосовой фильтр 13, но не ограничиваются этим. Например, может применяться фильтр разделения по полосам, раскрытый в Патентном документе 1.

Кроме того, аналогично, в конфигурации, показанной на фиг.3, сумматор 18 сигнала применяют для синтеза сигнала подполосы, но не ограничиваются этим. Например, может применяться синтетический фильтр полосы, раскрытый в Патентном документе 1.

Процесс расширения полосы частот устройства расширения полосы частот

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.4, будет описана обработка расширения полосы частот, выполняемая устройством расширения полосы частот по фиг.3.

На этапе S1, фильтр 11 низкой частоты фильтрует входной сигнал с заданной частотой среза и подает компонент сигнала низкочастотной полосы, как сигнал после фильтрации, в схему 12 задержки.

Фильтр 11 низкой частоты может устанавливать произвольную частоту, как частоту среза. Однако, в варианте осуществления настоящего изобретения, фильтр низкой частоты может устанавливать соответствие частоте на нижнем конце полосы начала расширения, путем установления заданной частоты в качестве начальной полосы расширения, которая описана ниже. Поэтому, фильтр 11 низкой частоты подает компонент сигнала низкочастотной полосы, который представляет собой компонент сигнала более низкочастотной полосы, чем полоса начала расширения, в схему 12 задержки, в качестве сигнала после фильтрации.

Кроме того, фильтр 11 низкой частоты может устанавливать оптимальную частоту в качестве частоты среза, в ответ на параметр кодирования, такой как способ кодирования с удалением высокочастотной полосы, или скорость передачи битов и т.п. входного сигнала. В качестве параметра кодирования, например, может использоваться информация стороны, используемая в способе расширения полосы, раскрытом в Патентном документе 1.

На этапе S2, схема 12 задержки выполняет задержку только компонента сигнала низкочастотной полосы на определенное время задержки из фильтра 11 низкой частоты и подает задержанный компонент сигнала низкочастотной полосы в сумматор 18 сигнала.

На этапе S3, полосовой фильтр 13 (полосовые фильтры 13-1-13-N) делят входной сигнал на множество сигналов подполос и подает каждый из множества сигналов подполос после разделения в схему 14 вычисления величины характеристики и схему 16 формирования сигнала высокочастотной полосы. Кроме того, обработка разделения входного сигнала с помощью полосового фильтра 13 будет описана ниже.

На этапе S4, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики с использованием, по меньшей мере, одного из множества сигналов подполос из полосового фильтра 13 и входного сигнала, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, процесс расчета для величины характеристики с помощью схемы 14 вычисления величины характеристики будет подробно описан ниже.

На этапе S5, схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение оценки множества значений мощности подполосы высокочастотной полосы на основе одной или больше величин характеристики и подает рассчитанное значение оценки в схему 16 формирования сигнала высокочастотной полосы из схемы 14 вычисления величины характеристики. Кроме того, процесс расчета значения оценки мощности подполосы высокочастотной полосы с помощью схемы 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы будет подробно описан ниже.

На этапе S6, схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы формирует компонент сигнала высокочастотной полосы на основе множества сигналов подполосы из полосового фильтра 13 и значения оценки множества значений мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, и подает сформированный компонент сигнала высокочастотной полосы в фильтр 17 высокой частоты. В этом случае, компонент сигнала высокочастотной полосы представляет собой компонент сигнала более высокочастотной полосы, чем полоса начала расширения. Кроме того, обработка по формированию компонента сигнала высокочастотной полосы схемой 16 формирования сигнала высокочастотной полосы будет подробно описана ниже.

На этапе S7, фильтр 17 высокой частоты удаляет шумы, такие как помехи дискретизации, в низкой полосе, включаемые в компонент сигнала высокочастотной полосы в результате фильтрации компонента сигнала высокочастотной полосы, из схемы 16 формирования сигнала высокочастотной полосы, и подает компонент сигнала высокочастотной полосы в сумматор 18 сигнала.

На этапе S8, сумматор 18 сигнала суммирует компонент сигнала низкочастотной полосы из схемы 12 задержки и компонент сигнала высокочастотной полосы из фильтра 17 высокой частоты друг с другом и выводит суммарные компоненты, в качестве выходного сигнала.

В соответствии с упомянутой выше обработкой, полоса частот может быть расширена в отношении компонента сигнала низкочастотной полосы после декодирования.

Далее будет представлено описание каждого процесса этапа S3-S6 блок-схемы последовательности операций, показанной на фиг.4.

Описание процесса, выполняемого полосовым фильтром

Вначале будет описана обработка, выполняемая полосовым фильтром 13 на этапе S3 в блок-схеме последовательности операций по фиг.4.

Кроме того, для удобства пояснения, как описано ниже, предполагается, что количество N полосовых фильтров 13 представляет собой N=4.

Например, предполагается, что одна из 16 подполос, полученных путем разделения частоты Найквиста входного сигнала на 16 частей, представляет собой полосу начала расширения, и каждая из 4 подполос более нижней полосы, чем полоса начала расширения 16 подполос, представляет собой каждую полосу пропускания полосовых фильтров 13-1-13-4.

На фиг.5 иллюстрируются компоновки каждой оси частоты для каждого полосового фильтра для полосовых фильтров 13-1-13-4.

Как представлено на фиг.5, если предполагается, что индекс первой подполосы из высокочастотной полосы в полосе частот (подполосы) более низкочастотной полосы, чем полоса начала расширения, представляет sb, индекс второй подполосы представляет собой sb-1, и индекс I-ой подполосы представляет собой sb-(I-1). Каждому из полосовых фильтров 13-1-13-4 назначают каждую подполосу, в которой индекс составляет от sb до sb-3 среди подполос нижней полосы, которая ниже, чем исходная полоса расширения, в качестве полосы пропускания.

В настоящем варианте осуществления каждая полоса пропускания полосовых фильтров 13-1-13-4 составляет 4 заданных подполосы среди 16 подполос, полученных путем деления частоты Найквиста входного сигнала на 16 частей, но не ограничивается этим и может представлять собой 4 заданных подполосы из 256 подполос, полученных путем деления частоты Найквиста входного сигнала на 256 частей. Кроме того, каждая полоса пропускания полосовых фильтров 13-1-13-4 может отличаться друг от друга.

Описание процесса, выполняемого схемой вычисления величины характеристики

Далее будет представлено описание обработки, выполняемой схемой 14 вычисления величины характеристики на этапе S4 блок-схемы последовательности операций, представленной на фиг.4.

Схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используемых таким образом, что схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает величину оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, используя, по меньшей мере, один из множества сигналов подполосы из полосового фильтра 13 и входного сигнала.

Более подробно, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает, в качестве величины характеристики, мощность сигнала подполосы (мощность подполосы (ниже называется мощностью подполосы низкочастотной полосы)) для каждой подполосы среди сигналов 4 подполос полосового фильтра 13 и подает рассчитанное значение мощности сигнала подполосы в схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы.

Другими словами, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность power (ib,J) подполосы низкочастотной полосы в заданном временном фрейме J из 4 сигналов х (ib,n) подполосы, которые подают из полосового фильтра 13, используя следующее Уравнение (1). Здесь ib представляет собой индекс подполосы, и n выражено, как индекс дискретного времени. Кроме того, количество образцов одного фрейма выражено, как FSIZE, и мощность выражена в децибелах.

Уравнение 1

$$\begin{array}{l}power\left(\text{ib}\text{, J}\right)=10\log 10\left\{\left({\displaystyle \sum _{n=J*FSIZE}^{\left(\text{J}+\text{1}\right)FSIZE-1}}x{\left(\text{ib}\text{, n}\right)}^2\right)/FSIZE\right\}\\ \left(sb-3\le ib\le sb\right)\\ \dots \left(\text{1}\right)\end{array}$$

В соответствии с этим, мощность power (ib,J) подполосы низкочастотной полосы, получаемую схемой 14 вычисления величины характеристики, подают в схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, как величину характеристики.

Описание процесса, выполняемого схемой оценки мощности подполосы высокочастотной полосы

Далее будет представлено описание обработки, выполняемой схемой 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы на этапе S5 блок-схемы последовательности операций на фиг.4.

Схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение оценки мощности подполосы (мощности подполосы высокочастотной полосы) для полосы (полосы расширения частоты), которую расширяют после подполосы (полосы начала расширения), индекс которой равен sb+1, на основе 4 значений мощности подполосы, подаваемых из схемы 14 вычисления величины характеристики.

Таким образом, если схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы считает, что индекс подполосы максимальной полосы для полосы частотного расширения равен eb, (eb-sb), выполняют оценку мощности подполосы в отношении подполосы, в которой индекс равен от sb+1 до eb.

В полосе расширения частоты значение оценки power_est (ib,J) мощности подполосы, индекс которой представляет собой ib, выражается следующим Уравнением (2), с использованием 4 значений мощности power (ib,J) подполосы, подаваемых из схемы 14 вычисления величины характеристики.

Уравнение 2

$$\begin{array}{l}powe{r}_{est}\left(\text{ib}\text{, J}\right)=\left({\displaystyle \sum _{kb=sb-3}^{sb}}\left\{{\text{A}}_{\text{ib}}\left(kb\right)power\left(kb,\text{ J}\right)\right\}\right)+B_{ib}\\ \left(J*FSIZE\le n\le \left(J+1\right)FSIZE-\mathrm{1,}\text{ sb}+\text{1}\le \text{ib}\le \text{eb}\right)\\ \dots \left(\text{2}\right)\end{array}$$

Здесь, в Уравнении (2), коэффициенты A_ib (kb) и B_ib представляют собой коэффициенты, имеющие значение, отличающееся для соответствующей подполосы ib. Коэффициенты A_ib (kb), B_ib представляют собой коэффициенты, установленные соответствующим образом для получения соответствующего значения в отношении различных входных сигналов. Кроме того, коэффициенты A_ib (kb), B_ib также заряжены до оптимальной величины, путем изменения подполосы sb. Вывод A_ib (kb), B_ib будет описан ниже.

В Уравнении (2), значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывают по первичной линейной комбинации, используя мощность каждого из множества сигналов подполосы из полосового фильтра 13, но не ограничиваются этим, и, например, она может быть рассчитана с использованием линейной комбинации множества значений мощности подполос низкочастотной полосы фреймов перед и после временного фрейма J, и может быть рассчитана с использованием нелинейной функции.

Как описано выше, значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанное в схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, подают в схему 16 формирования сигнала высокочастотной полосы, которая будет описана далее.

Описание процесса, выполняемого схемой формирования сигнала высокочастотной полосы

Далее будет представлено описание обработки, выполняемой схемой 16 формирования сигнала высокочастотной полосы на этапе S6 в блок-схеме последовательности операций по фиг.4.

Схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы рассчитывает значение мощности power (ib,J) подполосы низкочастотной полосы каждой подполосы, основанной, на Уравнении (1), описанном выше, из множества сигналов подполосы, подаваемых из полосового фильтра 13. Схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы получает величину G (ib,J) коэффициента усиления по Уравнению 3, описанному ниже, используя множество рассчитанных значений power (ib,J) подполосы низкочастотной полосы, и значений мощности power_est (ib,J) оценки для мощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанных на основе Уравнения (2), описанного выше по схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы.

Уравнение 3

$$\begin{array}{l}G\left(\text{ib}\text{,J}\right)={10}^{\left\{\left(powe{r}_{est}\left(\text{ib}\text{, J}\right)-power\left({\text{sb}}_{\text{map}}\left(\text{ib}\right),\text{ J}\right)\right)/20\right\}}\\ \left(J*FSIZE\le n\le \left(J+1\right)FSIZE-\mathrm{1,}\text{ sb}+\text{1}\le \text{ib}\le \text{eb}\right)\\ \dots \left(\text{3}\right)\end{array}$$

Здесь, в Уравнении (3), sb_map (ib) представляет индекс подполосы оригинальной карты для случая, когда подполоса ib рассматривается, как подполоса оригинальной карты, и выражается следующим Уравнением 4.

Уравнение 4

$$\begin{array}{l}s{b}_{map}\left(ib\right)=ib-4INT\left(\frac{\text{ib-sb-1}}{\text{4}}+1\right)\\ \left(sb+1\le ib\le eb\right)\\ \dots \left(\text{4}\right)\end{array}$$

Кроме того, в Уравнении (4), INT (а) представляет собой функцию, которая отбрасывает десятичную запятую для значения а.

Далее схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы рассчитывает сигнал подполосы х2 (ib,n) после регулирования усиления, путем умножения коэффициента G (ib,J) усиления, полученного с помощью Уравнения 3, на выход полосового фильтра 13, используя следующее Уравнение (5).

Уравнение 5

$$\begin{array}{l}x2\left(\text{ib}\text{,n}\right)=G\left(\text{ib}\text{, J}\right)\times \left(s{b}_{map}\left(\text{ib}\right),\text{ n}\right)\\ \left(J*FSIZE\le n\le \left(J+1\right)FSIZE-\mathrm{1,}\text{ sb}+\text{1}\le \text{ib}\le \text{eb}\right)\\ \dots \left(\text{5}\right)\end{array}$$

Кроме того, схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы рассчитывает сигнал х3 (ib,n) подполосы после регулирования усиления, который представляет собой результат косинусного преобразования из сигнала х2 (ib,n) подполосы после регулирования усиления, путем выполнения косинусного преобразования в частоту, соответствующую частоте верхнего конца подполосы, имеющей индекс sb, из частоты, соответствующей частоте нижнего конца подполосы, имеющей индекс sb-3, в соответствии со следующим Уравнением (6).

Уравнение 6

$$\begin{array}{l}x3\left(\text{ib}\text{, n}\right)=x2\left(\text{ib}\text{, n}\right)*2\cos \left(n\right)*\left\{4\left(ib+1\right)\pi /32\right\}\\ \left(sb+1\le ib\le eb\right)\\ \dots \left(\text{6}\right)\end{array}$$

Кроме того, в Уравнении (6), π представляет постоянную круга. Уравнение (6) означает, что сигнал х2 (ib,n) подполосы после регулирования усиления, сдвигается на частоту каждых 4 частей полосы на сторонах высокочастотной полосы.

Поэтому, схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы рассчитывает компонент x_high (n) сигнала высокочастотной полосы из сигнала х3 (ib,n) подполосы после регулирования усиления со сдвигом на сторону высокочастотной полосы, в соответствии со следующим Уравнением 7.

Уравнение 7

$$\begin{array}{l}{x}_{high}\left(n\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}\text{ x3 }\left(\text{ib}\text{, n}\right)\\ \dots \left(\text{7}\right)\end{array}$$

В соответствии с этим, компонент сигнала высокочастотной полосы формируют схемой 16 формирования сигнала высокочастотной полосы на основе 4 значений мощности подполосы низкочастотной полосы, полученных на основе 4 сигналов подполосы из полосового фильтра 13, и значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, и получаемый в результате компонент сигнала высокочастотной полосы подают в фильтр 17 высокой частоты.

В соответствии с обработкой, описанной выше, поскольку мощность подполосы низкочастотной полосы, рассчитанная из множества сигналов подполосы, установлена, как величина характеристики относительно входного сигнала, полученного после декодирования кодированных данных, с помощью способа кодирования с удалением высокочастотной полосы, значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывают на основе коэффициента, установленного соответствующим образом для нее, и компонент сигнала высокочастотной полосы формируется адаптивно из значения оценки мощности подполосы низкочастотной полосы и мощности подполосы высокочастотной полосы, в результате чего, становится возможным выполнить оценку мощности подполосы для полосы расширения частоты с высокой точностью и воспроизвести музыкальный сигнал с лучшим качеством звука.

Как описано выше, схема 14 вычисления величины характеристики иллюстрирует пример, в котором рассчитывают, как величину характеристики, только мощность подполосы низкочастотной полосы, рассчитанную из множества сигналов подполосы. Однако, в этом случае, мощность подполосы полосы частотного расширения не может быть оценена с высокой точностью на основе входного сигнала такого рода.

Здесь оценка мощности подполосы полосы частотного расширения в схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы может быть выполнена с высокой точностью, поскольку схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, имеющую сильную корреляцию с выходной системой мощности подполосы полосы частотного расширения (формы спектра мощности высокочастотной полосы).

Другой пример величины характеристики, вычисленной схемой вычисления величины характеристики

На фиг.6 иллюстрируется пример величины частотной характеристики области вокала, где большая часть вокала занята, и спектр мощности высокочастотной полосы получен путем оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, в результате расчетов только мощности подполосы низкочастотной полосы, как величины характеристики.

Как представлено на фиг.6, в характеристике частоты области вокала возникает множество случаев, когда оценка спектра мощности высокочастотной полосы имеет более высокое положение, чем спектр мощности высокочастотной полосы оригинального сигнала. Поскольку ощущение несочетаемости голосов поющих людей легко воспринимается ухом человека, в области вокала необходимо выполнить оценку мощности подполосы высокочастотной полосы с высокой точностью.

Кроме того, как представлено на фиг.6, в частотной характеристике области вокала возникает много случаев, когда большой прогиб располагается от 4,9 кГц до 11,025 кГц.

Здесь, как описано ниже, будет описан пример, который может применять степень прогиба в области от 4,9 кГц до 11,025 кГц в области частоты, как величину характеристики, используемую при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы области вокала. Кроме того, величина характеристики, представляющая степень прогиба, называется ниже глубиной.

Пример расчета глубины во временных фреймах J dip (J) будет описан ниже.

Быстрое преобразование Фурье (FFT) для 2048 точек выполняют в отношении сигналов 2048 отрезков выборки, включенных в диапазон нескольких фреймов перед и после временного фрейма J входного сигнала, и рассчитывают коэффициенты по оси частоты. Спектр мощности получают путем выполнения db преобразования в отношении абсолютного значения каждого из рассчитанных коэффициентов.

На фиг.7 иллюстрируется один пример спектра мощности, полученный в описанном выше способе. Здесь для удаления мелкого компонента спектра мощности, например, для удаления компонента 1,3 кГц или меньше, выполняют процесс подъема. Если выполняют процесс подъема, становится возможным сглаживать мелкий компонент пика спектра, путем выбора каждого размера спектра мощности и выполнения процесса фильтрации при применении фильтра низкой частоты в соответствии с временной последовательностью.

На фиг.8 иллюстрируется пример спектра мощности входного сигнала после подъема. В спектре мощности после восстановления, показанного на фиг.8, разница между минимальным значением и максимальным значением, включенным в диапазон, соответствующий 4,9 кГц - 11,025 кГц, устанавливается, как глубина dip (J).

Как описано выше, рассчитывают величину характеристики, имеющую сильную корреляцию с мощностью подполосы для полосы частотного расширения. Кроме того, пример расчета глубины dip (J) не ограничен описанным выше способом, и может быть выполнен другой способ.

Далее будет описан другой пример расчета величины характеристики, имеющей сильную корреляцию с мощностью подполосы для полосы частотного расширения.

Еще один другой пример величины характеристики, вычисленной схемой вычисления величины характеристики

В частотной характеристике в области атаки, которая представляет собой область, включающую в себя музыкальный сигнал типа атаки в любом входном сигнале, часто возникают случаи, когда спектр мощности высокочастотной полосы является, по существу, плоским, как описано со ссылкой на фиг.2. При этом трудно для способа, рассчитывающего, в качестве величины характеристики, только мощность подполосы низкочастотной полосы, выполнять с высокой точностью оценку мощности подполосы практически плоской полосы частотного расширения, которую можно видеть в области атаки, для оценки мощности подполосы в полосе частотного расширения без использования величины характеристики, обозначающей вариацию времени, имеющей специфичный входной сигнал, включающий в себя область атаки.

Здесь ниже будет описан пример, в котором применяется вариация времени мощности подполосы низкочастотной полосы, в качестве величины характеристики, используемой для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы в области атаки.

Вибрацию по времени power_d (J) мощности подполосы низкочастотной полосы в нескольких временных фреймах J, например, получают из следующего Уравнения (8).

Уравнение 8

$$\begin{array}{l}powe{r}_d\left(\text{J}\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb-3}^{sb}}{\displaystyle \sum _{n=J*FSIZE}^{\left(\text{J}+\text{1}\right)FSIZE-1}}\left(\text{x }{\left(\text{ib}\text{, n}\right)}^2\right)\\ \text{ /}{\displaystyle \sum _{ib=sb-3}^{sb}}{\displaystyle \sum _{n=\left(J-1\right)FSIZE}^{J*FSIZE-1}}\left(\text{x }{\left(\text{ib}\text{, n}\right)}^2\right)\\ \dots \left(\text{8}\right)\end{array}$$

В соответствии с Уравнением 8, вариация по времени power_d (J) мощности подполосы низкочастотной полосы представляет отношение между суммой четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы во временных фреймах J-1 и суммой четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы во временных фреймах (J-1) на один фрейм перед временными фреймами J, и если это значение становится большим, временная вариация мощности между фреймами будет большой, то есть, сигнал, включенный во временные фреймы J, рассматривается, как имеющий сильную атаку.

Кроме того, если спектр мощности, иллюстрируемый на фиг.1, который статистически представляет собой средний, сравнивают со спектром мощности области атаки (музыкальный сигнал типа атаки), показанным на фиг.2, спектр мощности в области атаки повышается в направлении вправо в средней полосе. Между областями атаки много случаев, которые представляют частотные характеристики.

В соответствии с этим, ниже будет описан пример, в котором применяют наклон в средней полосе, как величину характеристики, используется для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы между областями атаки.

Наклон slope (J) средней полосы в некоторых временных фреймах J, например, получают из следующего Уравнения (9).

Уравнение 9

$$\begin{array}{l}s\text{lope }\left(\text{J}\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb-3}^{sb}}{\displaystyle \sum _{n=J*FSIZE}^{\left(\text{J}+\text{1}\right)FSIZE-1}}\left\{\text{W }\left(\text{ib}\right)*x{\left(ib,n\right)}^2)\right\}\\ \text{ /}{\displaystyle \sum _{ib=sb-3}^{sb}}{\displaystyle \sum _{n=J*FSIZE}^{\left(\text{J}+\text{1}\right)FSIZE-1}}\left(\text{x }{\left(\text{ib}\text{, n}\right)}^2\right)\\ \dots \left(\text{9}\right)\end{array}$$

В Уравнении (9) коэффициент w (ib) представляет собой весовой коэффициент, отрегулированный для возможности его взвешивания с мощностью подполосы высокочастотной полосы. В соответствии с Уравнением (9), наклон (J) представляет отношение суммы четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы к высокой полосе и суммы четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы. Например, если четыре значения мощности подполосы низкочастотной полосы будут установлены, как мощность, в отношении подполосы средней полосы, наклон (J) имеет большое значение, когда спектр мощности в средней полосе повышается вправо, и спектр мощности имеет меньшее значение, когда спектр мощности понижается вправо.

Поскольку часто возникают случаи, когда наклон средней полосы существенно изменяется до и после участка атаки, можно предположить, что вариация по времени slope_d (J) для наклона, выраженного следующим Уравнением (10), представляет собой величину характеристики, используемую при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы в области атаки.

Уравнение 10

$$\begin{array}{l}slop{e}_d\left(\text{J}\right)=slope\left(\text{J}\right)/slope\left(\text{J-1}\right)\\ \left(J*FSIZE\le n\le \left(J+1\right)\text{ FSIZE-1}\right)\\ \dots \left(\text{10}\right)\end{array}$$

Кроме того, можно предположить, что вариация по времени для глубины dip_d (J), описанной выше, которая выражается следующим Уравнением (11), представляет собой величину характеристики, используемую при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы в области атаки.

Уравнение 11

$$\begin{array}{l}di{p}_d\left(\text{J}\right)=dip\left(\text{J}\right)-d\text{ip }\left(\text{J-1}\right)\\ \left(J*FSIZE\le n\le \left(J+1\right)\text{ FSIZE-1}\right)\\ \dots \left(\text{11}\right)\end{array}$$

В соответствии с описанным выше способом, поскольку рассчитывают величину характеристики, имеющую сильную корреляцию с мощностью подполосы для полосы частотного расширения, если это используют, оценка для мощности подполосы полосы частотного расширения в схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы может быть выполнена с высокой точностью.

Как описано выше, будет представлен пример для расчета величины характеристики, имеющей сильную корреляцию с мощностью подполосы для полосы частотного расширения. Однако пример для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы будет описан ниже с использованием величины характеристики, рассчитанной по способу, описанному выше.

Описание процесса схемы оценки мощности подполосы высокочастотной полосы

Здесь, со ссылкой на фиг.8, будет описан пример оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, с использованием глубины, и мощности подполосы низкочастотной полосы, в качестве величины характеристики.

Таким образом, на этапе S4 блок-схемы последовательности операций по фиг.4, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, мощность подполосы низкочастотной полосы и глубину, и подает рассчитанное значение мощности подполосы низкочастотной полосы и глубины в схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы из четырех сигналов подполосы из полосового фильтра 13.

Поэтому, на этапе S5, схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы на основе четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы и величине глубины из схемы 14 вычисления величины характеристики.

Здесь, для значений мощности подполосы и глубины, поскольку диапазоны полученных значений (масштабы) отличаются друг от друга, схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, например, выполняет следующее преобразование в отношении значения глубины.

Схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность подполосы максимальной полосы для четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы и значения глубины в отношении заранее определенной большой величины входного сигнала и получает среднее значение и среднеквадратичное отклонение, соответственно. Здесь предполагается, что среднее значение мощности подполосы представляет собой power_ave, среднеквадратичное отклонение мощности подполосы представляет собой power_std, среднее значение глубины представляет собой dip_ave, и среднеквадратичное отклонение глубины представляет собой dip_std.

Схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы преобразует значение глубины dip (J), используя это значение в следующем Уравнении (12) и получает глубину после преобразования dip_s (J).

Уравнение 12

$$\begin{array}{l}di{p}_s\left(\text{J}\right)=\frac{dip\left(\text{J}\right)-di{p}_{ave}}{di{p}_{std}}powe{r}_{std}+powe{r}_{ave}\\ \dots \left(\text{12}\right)\end{array}$$

При выполнении преобразования, описанного в Уравнении (12), схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы может статистически преобразовать значение глубины dip (J) в равную переменную (глубину) dip_s (J) для среднего значения и дисперсию мощности подполосы низкочастотной полосы и сделать диапазон значения, полученного из глубины, приблизительно равным диапазону значения, полученного из мощности подполосы.

В диапазоне частотного расширения, значение оценки power_est (ib,J) мощности подполосы, в котором индекс представляет собой ib, выражается, в соответствии с Уравнением 13, по линейной комбинации четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы power (ib,J) из схемы 14 вычисления величины характеристики и значения глубины dip_s (J), показанного в Уравнении (12).

Уравнение 13

$$\begin{array}{l}powe{r}_{est}\left(\text{ib}\text{, J}\right)=\left({\displaystyle \sum _{kb=sb-3}^{sb}}\left\{{\text{C}}_{\text{ib}}\left(kb\right)\text{ power }\left(\text{kb}\text{, J}\right)\right\}\right)+D_{ib}di{p}_s\left(J\right)+E_{ib}\\ \left(J*FSIZE\le n\le \left(J+1\right)FSIZE-\mathrm{1,}\text{ sb}+\text{1}\le \text{ib}\le \text{eb}\right)\\ \dots \left(\text{13}\right)\end{array}$$

Здесь, в Уравнении (13), коэффициенты C_ib (kb), D_ib, E_ib представляют собой коэффициенты, имеющие значения, разные для каждой ib подполосы. Коэффициенты C_ib (kb), D_ib и E_ib представляют собой коэффициенты, установленные соответствующим образом, для получения благоприятного значения в отношении различных входных сигналов. Кроме того, коэффициенты C_ib (kb), D_ib и E_ib также изменяются до оптимальных значений для изменения подполосы sb. Кроме того, вывод коэффициентов C_ib (kb), D_ib и E_ib будет описан ниже.

В Уравнении (13), значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывают с помощью линейной комбинации, но не ограничиваются этим. Например, значение оценки может быть рассчитано с использованием линейной комбинации величины множества характеристик нескольких фреймов перед и после временного фрейма J, и могут быть рассчитаны с использованием нелинейной функции.

В соответствии с процессом, описанным выше, возможно воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество, благодаря тому, что точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы в вокальной области улучшается по сравнению со случаем, когда предполагается, что только мощность подполосы низкочастотной полосы представляет собой величину характеристики при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы, с использованием значения конкретной глубины вокальной области, в качестве величины характеристики, спектр мощности высокочастотной полосы формируют при его оценке, большей, чем у спектра мощности высокочастотной полосы оригинального сигнала и чувство несоответствия может легко восприниматься ухом человека, при использовании способа установки только подполосы низкочастотной полосы, в качестве величины характеристики.

Поэтому, если количество разделений подполос равно 16, поскольку разрешение по частоте будет низким в отношении глубины, рассчитанной, как величина характеристики но способу, описанному выше (степень вогнутости в частотной характеристике в области вокала), степень вогнутости не может быть выражена только мощностью подполосы низкочастотной полосы.

Здесь разрешение по частоте улучшается, и возможно выразить степень вогнутости только для мощности подполосы низкочастотной полосы, таким образом, что количество подразделений подполос увеличивается (например, 256 разделений 16 раз), количество разделений полосы с помощью полосового фильтра 13 увеличивается (например, 64 по 16 раз), и количество значений мощности подполосы низкочастотной полосы, рассчитываемых схемой 14 вычисления величины характеристики увеличивается (64 по 16 раз).

При использовании только мощности подполосы низкочастотной полосы предполагается, что возможно выполнить оценку мощности подполосы высокочастотной полосы с точностью, по существу, равной оценке мощности подполосы высокочастотной полосы, используемой, как величина характеристики, и глубины, описанных выше.

Однако, объем расчета увеличивается при увеличении количества разделений подполос, количества разделений полос и количества значений мощности подполос низкочастотной полосы. Если предполагается, что мощность подполосы высокочастотной полосы может быть оценена с точностью, равной любому способу, способ, в соответствии с которым выполняют оценку мощности подполосы высокочастотной полосы, с использованием глубины, в качестве величины характеристики, без увеличения количества разделений подполос, рассматривают, как эффективный, с точки зрения объема вычислений.

Как указано выше, был описан способ, который позволяет оценить мощность подполосы высокочастотной полосы, с использованием глубины и мощности подполосы низкочастотной полосы, но в качестве величины характеристики, используемой при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы, одна или больше величин характеристик, описанных выше (мощность подполосы низкочастотной полосы, глубина, вариация по времени мощности подполосы низкочастотной полосы, наклон, вариация по времени наклона, и вариация по времени глубины), без ограничений по комбинации. В этом случае возможно улучшить точность при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, как описано выше, во входном сигнале возможно улучшить точность оценки участка, используя конкретный параметр, в котором оценка мощности подполосы высокочастотной полосы является трудно используемой, в качестве величины характеристики, используемой при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы. Например, изменение по времени мощности подполосы низкочастотной полосы, наклон, изменение по времени наклона и изменение по времени глубины представляют собой конкретный параметр в области атаки, и могут улучшить точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы в области атаки, используя его параметр, как величину характеристики.

Кроме того, даже если оценка мощности подполосы высокочастотной полосы будет выполнена с использованием другой величины характеристики, кроме мощности подполосы низкочастотной полосы и глубины, то есть, изменение по времени мощности подполосы низкочастотной полосы, наклон, изменение по времени наклона и изменение но времени глубины, оценка мощности подполосы высокочастотной полосы может быть получена так же, как и в способе, описанном выше.

Кроме того, каждый способ расчета величины характеристики, описанный в описании, не ограничивается способом описанным выше, и другой способ может использоваться.

Способ получения коэффициентов C_ib (kb), D_ib, E_ib

Далее будет описан способ для получения коэффициентов, C_ib (kb), D_ib и E_ib в Уравнении (13), описанном выше

Применяется способ, в котором коэффициенты определяют на основе результатов изучения, в котором выполняется изучение с использованием сигнала инструкции, имеющего заданную широкую полосу (ниже называется сигналом широкополосной инструкции) такой, как способ для получения коэффициентов C_ib (kb), D_ib и E_ib, при этом коэффициенты C_ib (kb), D_ib и E_ib становятся соответствующими значениями в отношении различных входных сигналов при оценке мощности подполосы для полосы частотного расширения.

При выполнении изучения коэффициентов C_ib (kb), D_ib и E_ib, устройство изучения коэффициента, включающее в себя полосовой фильтр, имеющий такую же ширину полосы пропускания, как и полосовые фильтры 13-1-13-4, описанные со ссылкой на фиг.5, применяют для высокочастотной полосы, которая выше, чем полоса исходного расширения. Устройство изучения коэффициента выполняет изучение, когда вводят широкополосную инструкцию.

Пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициента

На фиг.9 иллюстрируется пример функциональной конфигурации устройство изучения коэффициента, выполняющего инструкцию по коэффициентам C_ib (kb), D_ib и E_ib.

Компонент сигнала низкочастотной полосы, которая ниже, чем полоса исходного расширения сигнала широкополосной инструкции, подаваемого в устройство 20 изучения коэффициента на фиг.9, представляет собой сигнал, кодированный таким же способом, как способ кодирования, выполняемый, когда кодируют входной сигнал, имеющий ограниченную полосу, вводимый в устройство 10 расширения частотной полосы на фиг.3.

Устройство 20 изучения коэффициента включает в себя полосовой фильтр 21, схему 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, схему 23 вычисления величины характеристики и схему 24 оценки коэффициента.

Полосовой фильтр 21 включает в себя полосовые фильтры 21-1-21-(K+N), имеющие полосы пропускания, отличающиеся друг от друга. Полосовой фильтр 21-i (1≤i≤K+N) пропускает сигнал с заданной полосой пропускания входного сигнала и подает пропущенный сигнал в схему 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы или в схему 23 вычисления величины характеристики, как один из множества сигналов подполосы. Кроме того, полосовые фильтры 21-1-21k среди полосовых фильтров 21-1-21-(K+N) пропускают сигнал высокочастотной полосы, которая выше, чем полоса начала расширения.

Схема 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы для каждого постоянного временного фрейма в отношении множества сигналов подполосы высокочастотной полосы, из полосового фильтра 21, и подает рассчитанное значение мощности подполосы высокочастотной полосы в схему 24 оценки коэффициента.

Схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает ту же величину характеристики, что и величина характеристики, рассчитанная схемой 14 вычисления величины характеристики устройства 10 расширения полосы частот по фиг.3 для тех же соответствующих временных фреймов в постоянные моменты времени, в которые рассчитывают мощность подполосы высокочастотной полосы с помощью схемы 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы. Таким образом, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристик, используя, по меньшей мере, один из множества сигналов подполосы из полосового фильтра 21, и сигнал широкополосной инструкции, и подает рассчитанную величину характеристики в схему 24 оценки коэффициента.

Схема 24 оценки коэффициента выполняет оценку коэффициента (данные коэффициента), используемого в схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы устройства 10 расширения полосы частот по фиг.3 на основе мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы и величины характеристики из схемы 23 вычисления величины характеристики для каждого фрейма в постоянный момент времени.

Процесс изучения коэффициента в устройстве изучения коэффициента

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.10, будет описана обработка изучения коэффициента в устройстве изучения коэффициента по фиг.9.

На этапе S11, полосовой фильтр 21 разделяет входной сигнал (сигнал инструкции полосы расширения) на (K+N) сигналов подполосы. Полосовые фильтры 21-1-21-k подают множество сигналов подполосы высокочастотной полосы, которая выше, чем полоса исходного расширения, в схему 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, полосовые фильтры 21-(К+1)-21-(K+N) подают множество сигналов подполосы для низкочастотной полосы, которая ниже, чем полоса исходного расширения, в схему 23 вычисления величины характеристики.

На этапе S12, схема 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы для каждого фрейма постоянного момента времени в отношении множества сигналов подполос высокочастотной полосы из полосовых фильтров 21 (полосовой фильтр 21-1-21-k). Мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы получают с помощью упомянутого выше Уравнения (1). Схема 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы подает рассчитанное значение мощности подполосы высокочастотной полосы в схему 24 оценки коэффициента.

На этапе S13, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики для каждого из временных фреймов, как для фрейма постоянного времени, в котором мощность подполосы высокочастотной полосы рассчитывают с помощью схемы 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, как описано ниже, в схеме 14 вычисления величины характеристики устройства 10 расширения полосы частот по фиг.3, предполагается, что четыре значения мощности подполосы и глубину низкочастотной полосы рассчитывают, как величину характеристики, и будет описано, что четыре значения мощности подполосы и глубину низкочастотной полосы рассчитывают в схеме 23 вычисления величины характеристики устройства 20 изучения коэффициента аналогичным образом.

Таким образом, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает четыре значения мощности подполосы низкочастотной полосы, используя четыре сигнала подполосы таких же соответствующих четырех сигналов подполос, подаваемых в схему 14 вычисления величины характеристики устройства 10 расширения полосы частот из полосового фильтра 21 (полосовой фильтр 21-(К+1)-21-(К+4)). Кроме того, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает глубину из сигнала инструкции полосы расширения, и рассчитывает глубину dip_s (J) на основе Уравнения (12), описанного выше. Кроме того, схема 23 вычисления величины характеристики подает четыре значения мощности подполосы низкочастотной полосы и глубины dip_s (J), в качестве величины характеристики, в схему 24 оценки коэффициента.

На этапе S14, схема 24 оценки коэффициента выполняет оценку коэффициентов C_ib (kb), D_ib и E_ib на основе множества комбинаций (eb-sb) мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемых в одни и те же временные фреймы из схемы 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы и схемы 23 вычисления величины характеристики и величину характеристики (четыре значения мощности подполосы низкочастотной полосы и глубину dip_s (J)). Например, схема 24 оценки коэффициента определяет коэффициенты C_ib (kb), D_ib и E_ib в Уравнении (13), делая пять величин характеристики (четыре значения мощности подполосы низкочастотной полосы и глубину dip_s (J)) пояснительной переменной в отношении одной из подполосы высоких полос, и делая мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы, пояснявшейся переменной и выполняя регрессивный анализ, используя способ наименьших квадратов.

Кроме того, естественно, способ оценки коэффициентов, C_ib (kb), D_ib и E_ib не ограничивается упомянутым выше способом и можно применять различные общие способы идентификации параметра.

В соответствии с процессами, описанными выше, поскольку изучение коэффициентов, используемых при оценке мощности подполосы высокочастотной полосы устанавливается для выполнения с использованием заданного сигнала инструкции полосы расширения, существует возможность получения предпочтительного выходного результата в отношении различных входных сигналов, подаваемых в устройство 10 расширения полосы частот и, таким образом, становится возможным воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество.

Кроме того, возможно рассчитывать коэффициенты A_ib (kb) и B_ib в упомянутом выше Уравнении (2) с помощью способа изучения коэффициента.

Как описано выше, были описаны процессы изучения коэффициента, в которых предполагается, что каждое значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывают по линейной комбинации, такой как четыре значения мощности подполосы низкочастотной полосы и глубины в схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы устройства 10 расширения полосы частот.

Однако способ для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы в схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы не ограничивается примером, описанным выше. Например, поскольку схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше из других величин характеристики, кроме глубины (вариация времени мощности подполосы низкочастотной полосы, наклон, вариация времени наклона и вариация времени глубины), мощность подполосы высокочастотной полосы может быть рассчитана, может использоваться линейная комбинация множества величин характеристики множества фреймов перед и после временных фреймов J, или может использоваться нелинейная функция. Таким образом, в процессе изучения коэффициента схема 24 оценки коэффициента может рассчитывать (изучать коэффициент при тех же условиях, что и в отношении величины характеристики, временных фреймов и функции, используемой в случае, когда рассчитывают мощность подполосы высокочастотной полосы, используя схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы устройства 10 расширения диапазона частот.

2. Второй вариант осуществления

Во втором варианте осуществления выполняют обработку кодирования и обработку декодирования в способе кодирования характеристики высокочастотной полосы с помощью кодера и декодера.

Пример функциональной конфигурации кодера

На фиг.11 иллюстрируется пример функциональной конфигурации кодера, в котором применяется настоящее изобретение.

Кодер 30 включает в себя фильтр 31 низкой частоты, схему 32 кодирования низкочастотной полосы, схему 33 разделения подполос, схему 34 вычисления величины характеристики, схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, схему 37 кодирования высокочастотной полосы, схему 38 мультиплексирования и схему 39 декодирования низкочастотной полосы.

Фильтр 31 низкой частоты фильтрует входной сигнал, используя заданную частоту среза, и подает сигнал низкочастотной полосы, которая ниже, чем частота среза (ниже называется сигналом низкочастотной полосы), как сигнал после фильтрации, в схему 32 кодирования низкочастотной полосы, схему 33 разделения подполос и схему 34 вычисления величины характеристики.

Схема 32 кодирования низкочастотной полосы кодирует сигнал низкочастотной полосы из фильтра 31 низкой частоты и подает кодированные данные низкочастотной полосы, полученные из результата, в схему 38 мультиплексирования и в схему 39 декодирования низкочастотной полосы.

Схема 33 разделения подполос равномерно разделяет входной сигнал, и сигнал низкочастотной полосы из фильтра 31 низкой частоты на множество сигналов подполос, имеющих заданную ширину полосы, и подает разделенные сигналы в схему 34 вычисления величины характеристики или в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы. В частности, схема 33 разделения подполос подает множество сигналов подполосы (ниже называется сигналом подполосы низкочастотной полосы), полученных в результате ввода в сигналы низкочастотной полосы, в схему 34 вычисления величины характеристики. Кроме того, схема 33 разделения подполос подает сигнал подполосы (ниже называется сигналом подполосы высокочастотной полосы) высокочастотной полосы, которая выше, чем частота среза, установленная фильтром 31 низкой частоты, среди множества сигналов подполосы, полученных в результате ввода входного сигнала в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя любой один из множества сигналов подполосы сигнала подполосы низкочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос и сигнала низкочастотной полосы из фильтра 31 низкой частоты, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы формирует псевдомощность подполосы высокочастотной полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 34 вычисления величины характеристики и подает полученное значение псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, описанную ниже, на основе сигнала подполосы высокочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и подает рассчитанное значение разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и подает кодированные данные высокочастотной полосы, полученные из этого результата, в схему 38 мультиплексирования.

Схема 38 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкочастотной полосы из схемы 32 кодирования низкочастотной полосы, и кодированные данные высокочастотной полосы из схемы 37 кодирования высокочастотной полосы и выводит в качестве строки выходного кода.

Схема 39 декодирования низкочастотной полосы соответствующим образом декодирует кодированные данные низкочастотной полосы из схемы 32 кодирования низкочастотной полосы и подает декодированные данные, полученные из этого результата, в схему 33 разделения подполос и в схему 34 вычисления величины характеристики.

Обработка кодирования кодера

Далее со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.12 будет описана обработка кодирования, выполняемая кодером 30 на фиг.11.

На этапе S111 фильтр 31 низкой частоты фильтрует входной сигнал, используя заданную частоту среза и подает этот сигнал низкочастотной полосы, как сигнал после фильтрации, в схему 32 кодирования низкочастотной полосы, схему 33 разделения подполос и схему 34 вычисления величины характеристики.

На этапе S112 схема 32 кодирования низкочастотной полосы кодирует сигнал низкочастотной полосы из фильтра 31 низкой частоты и подает кодированные данные низкочастотной полосы, полученные из результата, в схему 38 мультиплексирования.

Кроме того, для кодирования сигнала низкочастотной полосы на этапе S112, следует выбрать соответствующий способ кодирования, в соответствии с эффективностью кодирования, и полученной величиной схемы, и настоящее изобретение не зависит от способа кодирования.

На этапе S113, схема 33 разделения подполос в равной мере разделяет входной сигнал, и сигнал низкочастотной полосы на множество сигналов подполосы, имеющих заданную ширину полосы. Схема 33 разделения подполос подает сигнал подполосы низкочастотной полосы, полученный путем ввода сигнала низкочастотной полосы, в схему 34 вычисления величины характеристики. Кроме того, схема 33 разделения подполос подает сигнал подполосы высокочастотной полосы для более высокочастотной полосы, чем частота предела полосы, которая установлена фильтром 31 низкой частоты среди множества сигналов подполосы, полученных путем ввода входного сигнала в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S114 схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя, по меньшей мере, любой один из множества сигналов подполосы сигнала подполосы низкочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос и сигнала низкочастотной полосы из фильтра 31 низкой частоты, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, схема 34 вычисления величины характеристики по фиг.11 имеет, в основном, такую же конфигурацию и функцию, как и у схемы 14 вычисления величины характеристик по фиг.3. Поскольку процесс на этапе S114, по существу, идентичен выполняемому на этапе S4 блок-схемы последовательности операций на фиг.4, его описание здесь исключено.

На этапе S115, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы формирует псевдомощность подполосы высокочастотной полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 34 вычисления величины характеристики и подает сформированное значение псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на фиг.11 имеет, в основном, такую же конфигурацию и функции, как и у схемы 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы на фиг.3. Поэтому, поскольку процесс на этапе S115, по существу, идентичен выполняемому на этапе S5 блок-схемы последовательности операций на фиг.4, его описание здесь исключено.

На этапе S116, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на основе сигнала подполосы высокочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и подает рассчитанную разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность power (ib,J) подполосы (высокочастотной полосы) во фреймах J постоянного времени в отношении сигнала подполосы высокочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос. Кроме того, в варианте осуществления настоящего изобретения, все подполосы сигнала подполосы низкочастотной полосы и подполосы сигнала подполосы высокочастотной полосы отличаются индексом ib. Способ расчета мощности подполосы можно применять к тому же способу, что и в первом варианте осуществления, то есть, способу, используемому в Уравнении (1).

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение разности (разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы) power_diff (ib,J) между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью power_lh (ib,J) подполосы высокочастотной полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы во временном фрейме J. Разность power_diff (ib,J) псевдомощности подполосы высокочастотной полосы получают с помощью следующего Уравнения (14).

Уравнение 14

$$\begin{array}{l}powe{r}_{diff}\left(\text{ib}\text{, J}\right)=\text{power }\left(\text{ib}\text{, J}\right)-powe{r}_{lh}\left(\text{ib}\text{, J}\right)\\ \left(J*FSIZE\le n\le \left(J+1\right)FSIZE-\mathrm{1,}\text{ sb}+\text{1}\le \text{ib}\le \text{eb}\right)\\ \dots \left(\text{14}\right)\end{array}$$

В Уравнении (14), индекс sb+1 представляет индекс подполосы самой низкочастотной полосы в сигнале подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, индекс eb представляет индекс подполосы самой высокочастотной полосы, кодированной в сигнале подполосы высокочастотной полосы.

Как описано выше, разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанная схемой 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, подают в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

На этапе S117, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и подает кодированные данные высокочастотной полосы, полученные по результату, в схему 38 мультиплексирования.

В частности, схема 37 кодирования высокочастотной полосы определяет вектор, полученный при формировании из разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы (ниже называется вектором разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы), которому принадлежит кластер среди множества кластеров в пространстве характеристики заданной разности подполосы псевдомощности высокочастотной полосы. Здесь вектор разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы во временном фрейме J имеет, как элемент вектора, значение разности power_diff (ib,J) псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для каждого индекса ib, и представляет вектор с размерностью (eb-sb). Кроме того, пространство характеристики разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы устанавливают, как пространство с размерностью (eb-sb), таким же образом.

Поэтому, схема 37 кодирования высокочастотной полосы измеряет расстояние между множеством каждого представительного вектора из множества заданных кластеров и вектором разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в пространстве характеристики разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, получает индекс кластера, имеющий самое короткое расстояние (ниже называется id разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы), и подает полученный индекс, как кодированные данные высокочастотной полосы, в схему 38 мультиплексирования.

На этапе S118, схема 38 мультиплексирования умножает кодированные данные низкочастотной полосы, выводимые из схемы 32 кодирования низкочастотной полосы, и кодированные данные высокочастотной полосы, выводимые из схемы 37 кодирования высокочастотной полосы, и выводит строку выходного кода.

Поэтому, в качестве кодера в способе кодирования характеристики высокочастотной полосы, в выложенной заявке на японский патент №2007-17908 раскрыта технология формирования псевдосигнала подполосы высокочастотной полосы из сигнала подполосы низкочастотной полосы, путем сравнения псевдо сигнала подполосы высокочастотной полосы и мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы друг с другом для каждой подполосы, рассчитывают усиление мощности для каждой подполосы так, чтобы оно соответствовало псевдомощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, до мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, и обеспечивают включение рассчитанного усиления в строку кода, в качестве информации о характеристике высокочастотной полосы.

В соответствии с обработкой, описанной выше, только Id разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы может быть включен в выходную строку кода, как информация для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы при декодировании. Таким образом, например, если количество заданных кластеров равно 64, в качестве информации для восстановления сигнала высокочастотной полосы в декодере, 6 битная информация может быть добавлена к кодовой строке для каждого временного фрейма, и количество информации, включенной в кодовую строку, может быть уменьшено для улучшения эффективности декодирования по сравнению со способом, раскрытым в выложенной заявке на японский патент №2007-17908, и при этом возможно воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество звука.

Кроме того, при обработке, описанной выше, схема 39 декодирования низкочастотной полосы может вводить сигнал низкочастотной полосы, полученный в результате декодирования кодированных данных низкочастотной полосы из схемы 32 кодирования низкочастотной полосы в схему 33 разделения подполос, и схему 34 вычисления величины характеристики, если существует запас по величине характеристики. При обработке декодирования, выполняемой декодером, рассчитывают величину характеристики из сигнала низкочастотной полосы, декодируя кодированные данные низкочастотной полосы, и мощность подполосы высокочастотной полосы оценивают на основе величины характеристики. Поэтому, при обработке кодирования, даже если разность id псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанная на основе величины характеристики из декодируемого сигнала низкочастотной полосы, будет включена в строку кодирования, при обработке декодирования декодером, может быть получена оценка мощности подполосы высокочастотной полосы, имеющая лучшую точность. Поэтому, возможно воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество звука.

Пример функциональной конфигурации декодера

Далее, обращаясь к фиг.13, будет описан пример функциональной конфигурации декодера, соответствующего кодеру 30 по фиг.11.

Декодер 40 включает в себя схему 41 демультиплексирования, схему 42 декодирования низкочастотной полосы, схему 43 разделения подполос, схему 44 вычисления величины характеристики и схему 45 декодирования высокочастотной полосы, схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы и схему 48 синтеза.

Схема 41 демультиплексирования выполняет демультиплексирование строки входного кода, получает кодированные данные высокочастотной полосы и кодированные данные низкочастотной полосы, и подает кодированные данные низкочастотной полосы в схему 42 декодирования низкочастотной полосы, и подает кодированные данные высокочастотной полосы в схему 45 декодирования высокочастотной полосы.

Схема 42 декодирования низкочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных низкочастотной полосы из схемы 41 демультиплексирования. Схема 42 декодирования низкочастотной полосы подает сигнал низкочастотной полосы, полученный из результата декодирования (ниже называется декодируемым сигналом низкочастотной полосы) в схему 43 разделения подполос, схему 44 вычисления характеристики и схему 48 синтеза.

Схема 43 разделения подполос равномерно разделяет декодированный сигнал низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы на множество сигналов подполосы, имеющих заданную ширину полосы, и подает сигнал подполосы (декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы) в схему 44 вычисления величины характеристики и в схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы.

Схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя любой из множества сигналов подполосы из декодированных сигналов подполосы низкочастотной полосы из схемы 43 разделения подполос, и декодированного сигнала низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Схема 45 декодированной высокочастотной полосы декодирует кодированные данные высокочастотной полосы из схемы 41 демультиплексирования и подает коэффициент (ниже называется коэффициентом оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы) для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, используя id разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, полученный из результата, который подготавливают для каждого заданного id (индекса), в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 44 вычисления величины характеристики и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы и подает рассчитанную декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы в схему 47 формирования сигнала декодированного сигнала высокочастотной полосы.

Схема 47 декодированного сигнала высокочастотной полосы формирует декодированный сигнал высокочастотной полосы на основе декодированного сигнала подполосы низкочастотной полосы из схемы 43 разделения подполос и декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и подает сформированные сигнал и мощность в схему 48 синтеза.

Схема 48 синтеза синтезирует декодированный сигнал низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы и декодированный сигнал высокочастотной полосы из схемы 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы, и выводит синтезированные сигналы, как выходной сигнал.

Процесс декодирования декодера

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.14, будет описана обработка декодирования, с использованием декодера по фиг.13

На этапе S131, схема 41 демультиплексирования демультиплексирует входную строку кода в кодированные данные высокочастотной полосы и в кодированные данные низкочастотной полосы, подает эти кодированные данные низкочастотной полосы в схему 42 декодирования низкочастотной полосы и подает кодированные данные высокочастотной полосы в схему 45 декодирования высокочастотной полосы.

На этапе S132, схема 42 декодирования низкочастотной полосы декодирует кодированные данные низкочастотной полосы из схемы 41 демультиплексирования и подает декодированный сигнал низкочастотной полосы, полученный в результате, в схему 43 разделения подполос, схему 44 вычисления величины характеристики и в схему 48 синтеза.

На этапе S133, схема 43 разделения подполос равно разделяет декодированный сигнал низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы на множество сигналов подполосы, имеющих заданную ширину полосы, и подает полученный декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы в схему 44 вычисления величины характеристики и схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы.

На этапе S134, схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики из любого одного из множества сигналов подполосы декодированных сигналов подполосы низкочастотной полосы из схемы 43 разделения подполос и декодированного сигнала низкочастотной полосы их схемы 42 декодирования низкочастотной полосы, и подает эти сигналы в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, схема 44 вычисления величины характеристики по фиг.13, в основном, имеет такую же конфигурацию и функции, как и схема 14 вычисления величины характеристики по фиг.3, и обработка на этапе S134 представляет собой такую же обработку, как и на этапе S4 блок-схемы последовательности операций по фиг.4. Поэтому, ее описание исключено.

На этапе S135, схема 45 декодирования высокочастотной полосы декодирует кодированные данные высокочастотной полосы из схемы 41 демультиплексирования и подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, приготовленный для каждого заданного id (индекса), используя id разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, полученный из результата, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S136, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 44 вычисления характеристики и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы и подает мощность в схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы. Кроме того, после декодирования высокочастотной полосы, схема 46 вычисления декодирования подполосы высокочастотной полосы по фиг.13 имеет такую же конфигурацию и функции, как у схемы 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы по фиг.3, и обработка на этапе S136 является такой же, как и обработка на этапе S5 в блок-схеме последовательности операций на фиг.4, их подробное описание исключено.

На этапе S137, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы выводит декодированный сигнал высокочастотной полосы на основе декодированного сигнала подполосы низкочастотной полосы из схемы 43 разделения подполос и декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, поскольку схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы по фиг.13, в основном, имеет такую же конфигурацию и функцию, как и у схемы 16 формирования сигнала высокочастотной полосы по фиг.3, и обработка на этапе S137 совпадает с обработкой на этапе S6, блок-схемы последовательности операций на фиг.4, подробное их описание исключено.

На этапе S138, схема 48 синтеза синтезирует декодированный сигнал низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы и декодированный сигнал высокочастотной полосы из схемы 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы и выводит синтезированный сигнал, как выходной сигнал.

В соответствии с описанной выше обработкой, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, и, таким образом, становится возможным воспроизводить музыкальные сигналы, имеющие хорошее качество при декодировании, используя коэффициент оценки мощности подполосы высокочастотной полосы при декодировании, в ответ на характеристику разности между псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы, рассчитанной заранее при кодировании, и фактической мощностью подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, в соответствии с обработкой, поскольку информация для формирования сигнала высокочастотной полосы, включенная в кодовую строку, имеет только id разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, возможно эффективно выполнять обработку декодирования.

Как описано выше, хотя обработка кодирования и обработка декодирования, в соответствии с настоящим изобретением, были описаны ниже, далее будет описан способ расчета каждого представительного вектора из множества кластеров в конкретном пространстве заданной разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в схеме 37 кодирования высокочастотной полосы кодера 30 на фиг.11 и коэффициента оценки декодированной псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, выводимой схемой 45 декодирования высокочастотной полосы декодера 40 на фиг.13.

Способ вычисления для вычисления представительного вектора множества кластеров в конкретном пространстве разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и декодирования коэффициента оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующего каждому кластеру

В качестве способа получения представительного вектора множества кластеров и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы каждого кластера, необходимо подготовить коэффициент для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы с высокой точностью при декодировании в ответ на рассчитанный вектор разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы при кодировании. Поэтому, заранее выполняется изучение с помощью сигнала широкополосной инструкции и способ определения изучения применяют на основе результата изучения.

Пример функциональный конфигурации устройства изучения коэффициента

На фиг.15 иллюстрируется пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициента, выполняющего изучение представительного вектора из множества кластеров, и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы каждого кластера.

Предпочтительно, чтобы компонент сигнала для сигнала широкополосной инструкции, вводимый в устройство 50 изучения коэффициента по фиг.15 и на частоте среза или меньше, установленный фильтром 31 низкой частоты кодера 30, представлял собой декодированный сигнал низкочастотной полосы, в котором входной сигнал в кодер 30 проходит через фильтр 31 низкой частоты, который кодирован схемой 32 кодирования низкочастотной полосы и который декодируется схемой 42 декодирования низкочастотной полосы декодера 40.

Устройство 50 изучения коэффициента включает в себя фильтр 51 низкой частоты, схему 52 разделения подполос, схему 53 вычисления величины характеристики, схему 54 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, схему 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, схему 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и схему 57 оценки коэффициента.

Кроме того, поскольку каждый из фильтров 51 низкой частоты, схемы 52 разделения подполос, схемы 53 вычисления величины характеристики и схемы 54 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в устройстве 50 изучения коэффициента по фиг.15, в основном, имеет такую же конфигурацию и функцию, как и у каждого из фильтров 31 низкой частоты, схемы 33 разделения подполос, схемы 34 вычисления величины характеристики количества и схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в кодере 30 по фиг.11, их описание соответствующим образом исключено.

Другими словами, хотя схема 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы обеспечивает ту же конфигурацию и функцию, как и у схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на фиг.11, рассчитанную разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы подают в схему 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и мощность подполосы высокочастотной полосы, рассчитанную при расчете разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, подают в схему 57 оценки коэффициента.

Схема 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы разделяет на кластеры вектор разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, полученный из разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и, рассчитывает представительный вектор в каждом кластере.

Схема 57 оценки коэффициента рассчитывает коэффициент оценки мощности подполосы высокочастотной полосы для каждого кластера, разделенного на кластеры схемой 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на основе мощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и одной или больше величин характеристики из схемы 53 вычисления величины характеристики.

Процесс изучения коэффициента устройства изучения коэффициента

Ниже, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.16, будет описана обработка изучения коэффициента устройством 50 изучения коэффициента по фиг.15

Кроме того, процесс на этапе S151-S155 блок-схемы последовательности операций на фиг.16 идентичен представленному на этапах S111, S113-S116 блок-схемы последовательности операций на фиг.12, за исключением того, что сигнал, поступающий в устройство 50 изучения коэффициента, представляет собой сигнал широкополосной инструкции и, таким образом, их описание исключено.

Таким образом, на этапе S156, схема 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы разделяет на кластеры множество векторов разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы (большое количество временных фреймов), полученной из разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на 64 кластера и рассчитывает представительный вектор для каждого кластера. В качестве примера способа разделения на кластеры, например, применяется способ разделения на кластеры по k состояниям. Схему 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы устанавливают в центральный вектор каждого кластера, полученного из результата выполнения разделения на кластеры с использованием способа по k состояниям на представительный вектор каждого кластера. Кроме того, способ разделения на кластеры или количество кластеров не ограничивается этим, но могут применяться другие способы.

Кроме того, схема 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, измеряет расстояния между 64 представительными векторами и вектором разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, полученными из разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы во временных фреймах J, и определяет индекс CID (J) кластера, включенного в представительный вектор, который имеет самое короткое расстояние. Кроме того, индекс CID (J) принимает целочисленное значение 1 для количества кластеров (например, 64). Поэтому, схема 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выводит представительный вектор и подает индекс CID (J) в схему оценки 57 коэффициента.

На этапе S157, схема 57 оценки коэффициента выводит коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в каждый кластер для каждого набора, имеющего одинаковый индекс CID (J) (включен в один и тот же кластер) среди множества комбинаций количеств (eb-sb) значений мощности подполосы высокочастотной полосы и величины характеристики, подаваемых в одни и те же временные фреймы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и схемы 53 оценки величины характеристики. Способ для расчета коэффициента схемой 57 оценки коэффициента идентичен способу, выполняемому схемой 24 оценки коэффициента устройства 20 изучения коэффициента по фиг.9. Однако может использоваться другой способ.

В соответствии с описанной выше обработкой, путем использования заданного сигнала широкополосной инструкции, поскольку изучение каждого представительного вектора из множества кластеров в конкретном пространстве разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, заранее определено в схеме 37 кодирования высокочастотной полосы кодера 30 на фиг.11, и выполняется изучение для декодированного коэффициента оценки мощности подполосы, выводимого схемой 45 декодирования высокочастотной полосы декодера 40 на фиг.13, становится возможным получить требуемый выходной результат для различных входных сигналов, подаваемых в кодер 30, и различных входных кодовых строк, подаваемых в декодер 40, и при этом возможно воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий высокое качество.

Кроме того, что касается кодирования и декодирования сигнала, данные коэффициента для расчета мощности подполосы высокочастотной полосы в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы кодера 30 и в схеме 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы декодера 40 могут быть обработаны следующим образом. Таким образом, возможно записывать коэффициент в переднем положении кодовой строки, используя разные данные коэффициента, в зависимости от вида входного сигнала.

Например, возможно достичь улучшения эффективности кодирования путем изменения данных коэффициента по сигналу, такому, как речь и джаз.

На фиг.17 иллюстрируется кодовая строка, полученная из представленного выше способа.

В кодовой строке А на фиг.17 кодирована речь, и оптимальные данные а коэффициента при речи записаны в заголовок.

В отличие от этого, поскольку в кодовой строке В на фиг.17 кодирован джаз, оптимальные данные β коэффициента для джаза записаны в заголовок.

Множество данных коэффициента, описанных выше, может быть легко изучено заранее по сигналу музыки того же вида, и кодер 30 может выбирать данные коэффициента из информации жанра, записанной в заголовке входного сигнала. Кроме того, жанр определяют путем выполнения анализа формы колебаний сигнала, и могут быть выбраны данные коэффициента. Таким образом, способ анализа жанра сигнала не ограничивается чем-либо конкретным.

Когда позволяет время расчета, кодер 30 оборудован устройством изучения, описанным выше, и, таким образом, обработку выполняют, используя коэффициент, специализированный для сигнала и, как представлено в кодовой строке С на фиг.17, в конечном итоге, также возможно записывать коэффициент в заголовок.

Преимущество использования способа будет описано ниже.

Форма мощности подполосы высокочастотной полосы включает в себя множество аналогичных положений в одном входном сигнале. При использовании характеристики множества входных сигналов, и путем выполнения изучения коэффициента для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы каждого входного сигнала по-отдельности, уменьшается избыточность, из-за аналогичного положения мощности подполосы высокочастотной полосы, в результате чего улучшается эффективность кодирования. Кроме того, становится возможным выполнить оценку мощности подполосы высокочастотной полосы с более высокой точностью, чем при изучении коэффициента для оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, статистически используя множество сигналов.

Кроме того, как описано выше, данные коэффициента, изучаемые из входного сигнала при декодировании, могут принимать форму ее однократной вставки в каждый из нескольких фреймов.

3. Третий вариант осуществления

Пример функциональной конфигурации кодера

Кроме того, хотя было описано, что id разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выводят из кодера 30 в декодер 40, как кодированные данные высокочастотной полосы, индекс коэффициента для получения декодированного коэффициента оценки мощности подполосы высокочастотной полосы может быть установлен в кодированных данных высокочастотной полосы.

В этом случае, кодер 30, например, выполнен, как показано на фиг.18. Кроме того, на фиг.18 части, соответствующие частям на фиг.11, имеют такие же номера ссылочных позиций, и их описание соответствующим образом исключено.

Кодер 30 на фиг.18 является таким же, за исключением того, что кодер 30 на фиг.11 и схема 39 декодирования низкочастотной полосы не предусмотрены, а в остальном являются теми же.

В кодере 30 по фиг.18, схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность подполосы низкочастотной полосы, как величину характеристики, используя сигнал подполосы низкочастотной полосы, подаваемый из схемы 33 разделения подполос, и подает в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы множество коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, полученных в результате заданного регрессионного анализа, сопоставляют с индексом коэффициента, устанавливающим коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, предназначенной для записи.

В частности, наборы коэффициентов A_ib (kb) и коэффициентов B_ib для каждой подполосы, используемых при выполнении Уравнения (2), описанного выше, подготавливают заранее, как коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Например, коэффициент A_ib (kb) и коэффициент B_ib рассчитывают с помощью регрессионного анализа, используя способ наименьших квадратов, путем установки мощности подполосы низкочастотной полосы для пояснявшейся переменной и мощности подполосы высокочастотной полосы для переменной, пояснявшейся заранее. При регрессионном анализе входной сигнал, включающий в себя сигнал подполосы низкочастотной полосы и сигнал подполосы высокочастотной полосы используют, как сигнал широкополосной инструкции.

Схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, используя коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и величину характеристики из схемы 34 вычисления величины характеристики для каждого записанного коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и подает мощность подполосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы сравнивает мощность подполосы высокочастотной полосы, полученную из сигнала подполосы высокочастотной полосы, подаваемого из схемы 33 разделения подполос, с псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы подает индекс коэффициента для коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в котором получают псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, близкую к наибольшей псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, среди результатов сравнения и множества коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в схему 37 кодирования высокочастотной полосы. Таким образом, получают индекс коэффициентов для коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, из которого получают сигнал высокочастотной полосы входного сигнала, предназначенного для воспроизведения при декодировании, который представляет собой декодированный сигнал высокочастотной полосы, ближайший к истинному значению.

Процесс кодирования кодера

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.19, будет описана обработка кодирования, выполняемая кодером 30 на фиг.18. Кроме того, обработка на этапе S181 - этап S183 идентична показанной на этапе S111 - этапе S113 на фиг.12. Поэтому, ее описание здесь исключено.

На этапе S184, схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, используя сигнал подполосы низкочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос и подает величину характеристики в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

В частности, схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает, как величину характеристики, мощность power (ib,J) подполосы низкочастотной полосы для фреймов J (где, 0≤J) в отношении каждой подполосы ib (где, sb-3≤ib≤sb) на стороне низкочастотной полосы, выполняя операцию в соответствии с Уравнением (1), описанным выше. Таким образом, мощность power (ib,J) подполосы низкочастотной полосы рассчитывают, путем оцифровки среднеквадратичного значения для значения выборки каждой выборки сигнала подполосы низкочастотной полосы, составляющего фреймы J.

На этапе S185, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы на основе величины характеристики, подаваемой из схемы 34 вычисления величины характеристики, и подает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Например, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы заранее рассчитывает псевдомощность power_est (ib,J), подполосы высокочастотной полосы, в соответствии с упомянутым выше Уравнением (2), используя коэффициент A_ib (kb) и коэффициент B_ib, записанный как декодированный коэффициент мощности подполосы высокочастотной полосы, и оценку псевдомощности power_est (ib,J) подполосы высокочастотной полосы, которая соответствует операции упомянутого выше Уравнения (2), используя мощность power (kb,J) подполосы низкочастотной полосы (где, sb-s≤kb≤sb).

Таким образом, коэффициент, A_ib (kb) для каждой подполосы умножает мощность power (kb,J) подполосы низкочастотной полосы (kb,J) каждой подполосы на стороне низкочастотной полосы, подаваемую, как величина характеристики, и коэффициент B_ib добавляют к сумме мощности подполосы низкочастотной полосы, в результате чего коэффициент умножают и затем он становится псевдомощностью power_est (ib,J) подполосы высокочастотной полосы. Такую псевдомощность подполосы высокочастотной полосы рассчитывают для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, в которой индекс равен от sb+1 до eb.

Кроме того, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выполняет расчет псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, записанного заранее. Например, предполагается, что индекс коэффициента позволяет заранее подготавливать от 1 до К (где, 2≤К) декодирований коэффициента оценки подполосы высокочастотной полосы. В этом случае, псевдомощность подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы рассчитывают для каждого из К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S186, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на основе сигнала подполосы высокочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос, и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы не выполняет ту же операцию, что Уравнение (1), описанное выше, и рассчитывает мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы во фреймах J в отношении сигнала подполосы высокочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос. Кроме того, в варианте осуществления, всю подполосу сигнала подполосы низкочастотной полосы и сигнала подполосы высокочастотной полосы различают, используя индекс ib.

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выполняет ту же операцию, что и в Уравнение (14), описанном выше, и рассчитывает разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы во фреймах J и псевдомощностью power_est (ib,J) подполосы высокочастотной полосы. В этом случае, разность power_diff (ib,J) псевдомощности подполосы высокочастотной полосы получают для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в отношении каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, индекс которого находится от sb+1 до eb.

На этапе S187, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (15) для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и рассчитывает сумму квадратов разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Уравнение 15

$$E\left(\text{J}\text{, id}\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}{\left\{{\text{power}}_{\text{diff}}\left(\text{ib}\text{, J}\text{, id}\right)\right\}}^2\dots \left(\text{15}\right)$$

Кроме того, в Уравнении (15) сумму квадратов для разности Е (J,id) получают в отношении коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в котором индекс коэффициента составляет id и фреймов J. Кроме того, в Уравнении (15), power_diff (ib,J,id) получают в отношении коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в которой индекс коэффициента представляет собой id декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы и представляет собой разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы (power_diff (ib,J)) для разности power_diff (ib,J) псевдомощности подполосы высокочастотной полосы фреймов J подполосы, индекс которой составляет ib. Сумму квадратов разности Е (J,id) рассчитывают в отношении количества К каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Сумма квадратов для разности Е (J,id), полученная выше, представляет аналогичную степень мощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанную из фактического сигнала высокочастотной полосы и псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, рассчитанную с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, и этот индекс коэффициента представляет собой id.

Таким образом, ошибка значения оценки показана в отношении истинного значения мощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, чем меньше сумма квадратов для разности Е (J,id), тем больше декодированный сигнал высокочастотной полосы, закрытый фактическим сигналом высокочастотной полосы, получают в результате операции, с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Таким образом, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в котором сумма квадратов для разности Е (J,id) минимальна, представляет собой коэффициент оценки, наиболее пригодный для обработки расширения частотной полосы, выполняемой при декодировании строки выходного кода.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает сумму квадратов для разности, имеющей минимальное значение среди К сумм квадратов для разности Е (J,id), и подает индекс коэффициента, представляющий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий сумме квадратов для разности, в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

На этапе S188, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует индекс коэффициента, подаваемый из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и подает полученные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования.

Например, на этапе S188, выполняют энтропийное кодирование и т.п. в отношении индекса коэффициента. Поэтому, количество информации для кодированных данных высокочастотной полосы, выводимых в декодер 40, может быть сжато. Кроме того, если кодированные данные высокочастотной полосы представляют собой информацию о том, что получают оптимальный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, любая информация является предпочтительной; например, индекс может представлять собой кодированные данные высокочастотной полосы, в том виде, как он есть.

На этапе S189, схема 38 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкочастотной полосы, подаваемые из схемы 32 кодирования низкочастотной полосы, и кодированные данные высокочастотной полосы, подаваемые из схемы 37 кодирования высокочастотной полосы, и выводит строку выходного кода, и процесс кодирования заканчивается.

Как описано выше, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, наиболее пригодный для обработки, может быть получен путем вывода кодированных данных высокочастотной полосы, получаемых путем кодирования индекса коэффициента, как строки выходного кода, в декодере 40, принимающем входные данные в виде строки выходного кода, вместе с кодированными данными низкой частоты. Поэтому, становится возможным получить сигнал, имеющий более высокое качество.

Пример функциональной конфигурации декодера

Кроме того, выходную строку кода, выводимую из кодера 30 по фиг.18, вводят, как входную строку кода, и, например, декодер 40 для декодирования имеет конфигурацию, показанную на фиг.20. Кроме того, на фиг.20, части, соответствующие случаю, показанному на фиг.13, обозначены теми же символами, и их описание исключено.

Декодер 40 на фиг.20 идентичен декодеру 40 на фиг.13 в том, что схема 41 демультиплексирования для схемы 48 синтеза сконфигурирована, но отличается от декодера 40 на фиг.13 тем, что декодированный сигнал низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы подают в схему 44 вычисления величины характеристики.

В декодере 40 по фиг.20, схема 45 декодирования высокочастотной полосы записывает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, идентичный коэффициенту оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в котором заранее записана схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы по фиг.18. Таким образом, набор коэффициента A_ib (kb) и коэффициента B_ib, в качестве коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в результате регрессионного анализа, записывают, в соответствии с индексом коэффициента.

Схема 45 декодирования высокочастотной полосы декодирует кодированные данные высокочастотной полосы, подаваемые из схемы 41 демультиплексирования, и подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным из результата, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Процесс декодирования декодера

Далее обработка декодирования, выполняемая декодером 40 по фиг.20, будет описана со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.21.

Обработка декодирования начинается, если строку выходного кода, выводимую из кодера 30, подают, как строку входного кода, в декодер 40. Кроме того, поскольку обработка на этапе S211 - этапе S213 идентична представленной на этапе S131 - этап S133 на фиг.14, ее описание исключено.

На этапе S214, схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, используя декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы, из схемы 43 разделения подполос, и подает в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Подробнее схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики для мощности power (ib,J) подполосы низкочастотной полосы для фреймов J (no,0≤J), при выполнении операции по Уравнению (1), описанному выше в отношении каждой ib подполосы на стороне низкочастотной полосы.

На этапе S215, схема 45 декодирования высокочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных высокочастотной полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования, и подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным по результату, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Таким образом, выводят коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, который обозначен индексом коэффициента, полученным в результате декодирования во множестве коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, записанных заранее в схему 45 декодирования высокочастотной полосы.

На этапе S216, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы на основе величины характеристики, подаваемой из схемы 44 вычисления величины характеристики, и декодирует коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемый из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, и подает ее в схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы.

Таким образом, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы выполняет операцию по Уравнению (2), описанному выше, используя коэффициент A_ib (kb), в качестве коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и мощности power (kb,J) подполосы низкочастотной полосы, и коэффициента B_ib (где, sb-3≤kb≤sb), как величину характеристики, и рассчитывает декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы получают в отношении каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, с индексом от sb+1 до eb.

На этапе S217, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы формирует декодированный сигнал высокочастотной полосы на основе декодированного сигнала подполосы низкочастотной полосы, подаваемого из схемы 43 разделения подполос, и декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемой из схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Более подробно, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы выполняет операцию, в соответствии с описанным выше Уравнением (1), используя декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы, и рассчитывает мощность подполосы низкочастотной полосы в отношении каждой подполосы на стороне низкочастотной полосы. Кроме того, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы рассчитывает коэффициент G (ib,J) усиления для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, выполняя операцию в соответствии с Уравнением (3), описанным выше, используя мощность подполосы низкочастотной полосы и полученную декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы формирует сигнал х3 (ib,n) подполосы высокочастотной полосы, путем выполнения операции по Уравнениям (5) и (6), описанным выше, используя коэффициент G (ib,J) усиления и декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы в отношении каждой подполосы стороны высокочастотной полосы.

Таким образом, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы выполняет амплитудную модуляцию декодированного сигнала х (ib,n) подполосы высокочастотной полосы в ответ на отношение мощности подполосы низкочастотной полосы для декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и, таким образом, выполняет частотную модуляцию полученного декодированного сигнала х2 (ib,n) подполосы низкочастотной полосы. Поэтому, сигнал частотного компонента подполосы на стороне низкочастотной полосы преобразуют в сигнал частотного компонента подполосы на стороне высокочастотной полосы, и получают сигнал х3 (ib,n) подполосы высокочастотной полосы.

Как описано выше, обработка для получения сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы представляет собой обработку, описанную более подробно ниже.

Четыре подполосы, составляющие линию в области частоты, называются блоком полос, и полосу частот делят так, чтобы один блок полосы (ниже называемый блоком низкочастотной полосы) был составлен из четырех подполос, в которых индекс, присутствовавший на низкой стороне, составляет от sb до sb-3. В этом случае, например, полоса, включающая в себя подполосу, в которой индекс стороны высокочастотной полосы включает в себя от sb+1 до sb+4, представляет собой один блок полосы. Кроме того, сторона высокочастотной полосы, то есть, блок полосы, включающий в себя подполосу, в которой индекс составляет sb+1 или больше, в частности, называется блоком высокочастотной полосы.

Кроме того, обращается внимание на одну подполосу, составляющую блок высокочастотной полосы, и формируют сигнал подполосы высокочастотной полосы для этой подполосы (ниже называется подполосой внимания). Вначале, схема 47 формирования декодирования сигнала высокочастотной полосы устанавливает подполосу блока низкочастотной полосы, которая имеет то же соотношение положения для положения подполосы внимания в блоке высокочастотной полосы.

Например, если индекс подполосы внимания представляет собой sb+1, подполосу блока низкочастотной полосы, имеющую ту же взаимосвязь положений, на которой установлена подполоса внимания, устанавливают как подполосу, индекс которой составляет sb-3, поскольку подполоса внимания представляет собой полосу, частота которой является самой низкой в блоках высокочастотной полосы.

Как описано выше, подполоса, если подполоса для подполосы блока низкочастотной полосы, имеющей ту же взаимосвязь положений, что и подполоса внимания, является специфичной, используют мощность подполосы низкочастотной полосы и декодированного сигнала подполосы низкочастотной полосы и декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, и формируют сигнал подполосы высокочастотной полосы для подполосы внимания.

Таким образом, декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы и мощность подполосы низкочастотной полосы подставляют в Уравнение (3), таким образом, что рассчитывают коэффициент усиления в соответствии с ее степенью мощности. Кроме того, рассчитанный коэффициент усиления умножают на декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы, декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы, умноженный на коэффициент усиления, устанавливают, как частотную модуляцию, посредством операции Уравнения (6), которую устанавливают, как сигнал подполосы высокочастотной полосы для подполосы внимания.

При обработке получают сигнал подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы. Кроме того, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы выполняет Уравнение (7), описанное выше, для получения суммы каждого из сигналов подполосы высокочастотной полосы и для формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы. Сема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы подает полученный декодированный сигнал высокочастотной полосы в схему 48 синтеза, и обработка переходит с этапа S217 на этап S218 и затем обработка декодирования заканчивается.

На этапе S218, схема 48 синтеза синтезирует декодированный сигнал низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы и декодированный сигнал высокочастотной полосы из схемы 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы и выводит, как выходной сигнал.

Как описано выше, поскольку декодер 40 получил индекс коэффициента из кодированных данных высокочастотной полосы, полученных в результате демультиплексирования входной строки кода, и рассчитывает декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы с использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, путем использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенного индексом коэффициента, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, возможно формировать музыкальный сигнал, имеющий высокое качество.

4. Четвертый вариант осуществления

Процесс кодирования кодера

Вначале, так же, как описано выше, будет описан случай, в котором только индекс коэффициента включен в кодированные данные высокочастотной полосы. Однако, может быть включена другая информация.

Например, если индекс коэффициента включен в кодированные данные высокочастотной полосы, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, который представляет декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы, ближайшую к мощности подполосы высокочастотной полосы фактического сигнала высокочастотной полосы, передают, как уведомление, на сторону декодера 40.

Поэтому, фактическая мощность подполосы высокочастотной полосы (истинное значение) и декодированная мощность подполосы высокочастотной полосы (значение оценки), полученные из декодера 40, формируют разность, по существу, равную разности power_diff (ib,J) псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанную в схеме 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Здесь, если индекс коэффициента и разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в подполосе будут включены в кодированные данные высокочастотной полосы, ошибка декодируемой мощности подполосы высокочастотной полосы в отношении фактической мощности подполосы высокочастотной полосы становится приблизительно известной на стороне 40 декодера. Если так, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, используя эту разность.

Обработка кодирования и обработка декодирования, в случае, когда разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы включены в кодированные данные высокочастотной полосы, будет описана со ссылкой на блок-схему последовательности операций по фиг.22 и 23.

Вначале, обработка кодирования, выполняемая кодером 30 на фиг.18, будет описана со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.22. Кроме того, обработка на этапе S241 - этапе S246 идентична обработке этапа S181 - этапа S186 на фиг.19. Поэтому, ее описание исключено.

На этапе S247, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выполняет операцию Уравнения (15), описанного выше, для расчета суммы Е (J,id) квадратов для разности для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает сумму квадратов для разности, где сумма квадратов для разности установлена, как минимум, в сумме квадратов для разности среди суммы Е (J,id) квадратов для разности и подает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий сумме квадрата для разности, в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы подает разность power_diff (ib,J) псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в каждую подполосу, полученную в отношении коэффициента оценки декодируемой мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующей выбранной сумме квадратов остаточной ошибки, в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

На этапе S248, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует индекс коэффициента и разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемую из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и подает кодированные данные высокочастотной полосы, полученные из результата, в схему 38 мультиплексирования.

Поэтому, разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для каждой мощности подполосы на стороне высокочастотной полосы, где индекс представляет собой от sb+1 до eb, то есть, разность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы подают, как кодированные данные высокочастотной полосы, в декодер 40.

Если кодированные данные высокочастотной полосы получены, после этого выполняют обработку кодирования на этапе S249, для прекращения обработки кодирования. Однако, обработка на этапе S249 идентична обработке на этапе S189 на фиг.19. Поэтому, ее описание исключено.

Как описано выше, если разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы будет включена в кодированные данные высокочастотной полосы, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, и получить музыкальный сигнал, имеющий хорошее качество в декодере 40.

Обработка декодирования декодера

Далее обработка декодирования, выполняемая декодером 40 по фиг.20, будет описана со ссылкой на блок-схему последовательности операций по фиг.23. Кроме того, обработка на этапе S271 - этапе S274 идентична обработке, выполняемой на этапе S211 - этапе S214 на фиг.21. Поэтому, ее описание исключено.

На этапе S275, схема 45 декодирования высокочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных высокочастотной полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования. Кроме того, схема 45 декодирования высокочастотной полосы подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным в результате декодирования, и разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, полученную путем декодирования, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S276 схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы на основе величины характеристики, подаваемой из схемы 44 вычисления величины характеристики, и коэффициент 216 оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемый из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы. Кроме того, на этапе S276 выполняется та же обработка, что и на этапе S216 на фиг.21.

На этапе S277, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы добавляет разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, переданную в схему 45 декодирования высокочастотной полосы, к декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, и подает результат суммирования, как окончательную декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы, в схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы.

Таким образом, разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в одной и той же подполосе суммируют с декодированной мощностью подполосы высокочастотной полосы каждой расчетной подполосы.

Кроме того, после этого выполняют обработку на этапе S278 и этапе S279, и обработка декодирования заканчивается. Однако, эта обработка идентична этапу S217 и этапу S218 по фиг.21. Поэтому, ее описание исключено.

Выполняя описанное выше, декодер 40 получает индекс коэффициента и псевдомощность подполосы высокочастотной полосы из кодированных данных высокочастотной полосы, полученных в результате демультиплексирования строки входного кода. Кроме того, декодер 40 рассчитывает декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы, используя коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, и разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, становится возможным улучшить точность мощности подполосы высокочастотной полосы, и воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий высокое качество звука.

Кроме того, разность значения оценки мощности подполосы высокочастотной полосы формируется между кодером 30 и декодером 40, то есть, разность (ниже называется оценкой разности между устройством) между псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы и декодированной мощностью подполосы высокочастотной полосы может быть учтена.

В этом случае, например, разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, используемая в качестве кодированных данных высокочастотной полосы, корректируется по оценке разности между устройствами, и оценка разности между устройствами включена в кодированные данные высокочастотной полосы, при этом разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы корректируют по разности оценки между устройствами на стороне декодера 40. Кроме того, разность оценки между устройством может быть заранее записана на стороне декодера 40, и декодер 40 может выполнять коррекцию путем суммирования разности оценки между устройствами с разностью псевдомощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, становится возможным получить декодированный сигнал высокочастотной полосы, замкнутый в фактический сигнал высокочастотной полосы.

5. Пятый вариант осуществления

Кроме того, в кодере 30 на фиг.18 описано, что схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает оптимальный индекс из множества индексов коэффициентов, используя квадрат суммы Е (J,id) для разности. Однако, схема может выбирать индекс коэффициента, используя индекс, отличающийся от квадрата суммы для разности.

Например, в качестве индекса, при выборе индекса коэффициента, можно использовать среднеквадратичное значение, максимальное значение и среднее значение остаточной ошибки мощности подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы. В этом случае, кодер 30 на фиг.18 выполняет обработку кодирования, иллюстрируемую в блок-схеме последовательности операций на фиг.24.

Процесс кодирования, с использованием кодера 30 будет описан со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.24. Кроме того, процессы на этапе S301 - этапе S305 идентичны представленным на этапе S181 - этапе S185 по фиг.19. Поэтому, их описание будет исключено. Если выполняют процессы на этапе S301 - этапе S305, псевдомощность подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы рассчитывают для каждого количества К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S306, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение оценки Res (id,J), используя текущий фрейм J, обрабатываемый для каждого количества К коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Более подробно, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы во фреймах J, выполняя ту же операцию, что и в Уравнении (1), описанном выше, используя сигнал подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, подаваемой из схемы 33 разделения подполос. Кроме того, в варианте осуществления настоящего изобретения, возможно различать все подполосы сигнала подполосы низкочастотной полосы и подполосы высокочастотной полосы, используя индекс ib.

Если мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы будет получена, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (16) и рассчитывает остаточный квадрат среднеквадратичного значения Res_std (id,J).

Уравнение 16

$$\begin{array}{l}R{\text{es}}_{\text{std}}\left(\text{id}\text{, J}\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}{\left\{\text{power }\left(\text{ib}\text{, J}\right)-powe{r}_{est}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)\right\}}^2\\ \dots \left(\text{16}\right)\end{array}$$

Таким образом, разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы (ib,J) и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы получают в отношении каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, где индекс представляет собой от sb+1 до eb, и квадрат суммы для этой разности становится остаточным среднеквадратичным значением Res_std (id,J). Кроме того, псевдомощность power_rest (ibh,id,J) подполосы высокочастотной полосы обозначает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы для фреймов J подполосы, где индекс составляет ib, который получают в отношении коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, где индекс равен ib.

И снова, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (17) и рассчитывает остаточное максимальное значение Res_max (id,J).

Уравнение 17

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}{s}_{\max }\left(\text{id}\text{, J}\right)={\max }_{ib}\left\{\left|\text{power }\left(\text{ib}\text{, J}\right)-powe{r}_{\text{est}}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)\right|\right\}\\ \dots \left(\text{17}\right)\end{array}$$

Кроме того, в Уравнении (17), обозначает максимальное значение среди абсолютного значения разности между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, где индекс находится в диапазоне от sb+1 до eb, и псевдомощность power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, максимальное значение абсолютного значения разности между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы во фреймах J и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы устанавливается, как остаточное максимальное значение Res_max (id,J) разности.

Кроме того, схема 36 разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (18) и рассчитывает остаточное среднее значение Res_ave (id,J).

Уравнение 18

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}{s}_{ave}\left(\text{id}\text{, J}\right)=\left|\left({\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}\left\{\text{power }\left(\text{ib}\text{, J}\right)-powe{r}_{\text{est}}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)\right\}\right)\right|\\ \text{ /}\left(\text{eb-sb}\right)|\dots \left(\text{18}\right)\end{array}$$

Таким образом, для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, в которой индекс представляет собой от sb+1 до eb, получают разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы фреймов J и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы, и получают сумму этой разности. Кроме того, абсолютное значение для значения, полученного путем деления суммы полученной разности на количество подполос (eb-sb) на стороне высокочастотной полосы устанавливают, как остаточное среднее значение Res_ave (id,J). Остаточное среднее значение Res_ave (id,J) обозначает размер среднего значения ошибки оценки каждой подполосы символ, которой учитывается.

Кроме того, если остаточное среднеквадратичное значение Res_std (id,J), остаточное максимальное значение Res_max (id,J) разности и остаточное среднее значение Res_ave (id,J) будут получены, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (19) и рассчитывает окончательное значение оценки Res (id,J).

Уравнение 19

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}s\left(\text{id}\text{, J}\right)=\mathrm{Re}{s}_{std}\left(\text{id}\text{, J}\right)+W_{\max }\times \mathrm{Re}{s}_{\max }\left(\text{id}\text{, J}\right)+W_{ave}\times \mathrm{Re}{s}_{ave}\left(\text{id}\text{, J}\right)\\ \dots \left(\text{19}\right)\end{array}$$

Таким образом, остаточное среднеквадратичное значение Res_std (id,J), остаточное максимальное значение Res_max (id,J) и остаточное среднее значение Res_ave (id,J) суммируют с весом и устанавливают, как окончательное значение Res (id,J) оценки. Кроме того, в Уравнении (19), W_max и W_ave представляют собой заданный вес и, например, W_max=0.5, W_ave=0.5.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выполняет описанную выше обработку и рассчитывает значение Res (id,J) оценки для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, то есть, числа К индекса id коэффициента.

На этапе S307, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает индекс id коэффициента на основе значения Res оценки для каждого полученного индекса id коэффициента (id,J).

Значение Res (id,J) оценки, полученное при обработке, описанной выше, показывает степень схожести между мощностью подполосы высокочастотной полосы, рассчитанной из фактического сигнала высокочастотной полосы, и псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы, рассчитанной с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, который представляет собой индекс id коэффициента. Таким образом, обозначается размер ошибки оценки компонента высокочастотной полосы.

В соответствии с этим, по мере того, как оценка Res (id,J) становятся низкой, декодированный сигнал высокочастотной полосы, расположенной ближе к фактическому сигналу высокочастотной полосы получают в результате операции, с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает значение оценки, которое установлено, как минимальное значение среди числа К значений оценки Res (id,J) и подает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий значению оценки, в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Если индекс коэффициента выводят в схему 37 кодирования высокочастотной полосы, после этого выполняется обработка на этапе S308 и этапе S309, обработка кодирования затем прекращается. Однако, поскольку обработка идентична на этапе S188 по фиг.19 и на этапе S189, ее описание будет исключено.

Как описано выше, в кодере 30 используется значение Res (id,J) оценки, рассчитанное путем использования остаточного среднеквадратичного значения Res_std (id,J), остаточного максимального значения Res_max (id,J) и остаточного среднего значения Res_ave (id,J), и выбирают индекс оптимального коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Если используется значение Res (id,J) оценки, поскольку точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы может быть оценена с использованием большего количества стандартов оценок по сравнению со случаем использования квадратных сумм для разности, становится возможным выбирать более соответствующий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, при использовании, декодер 40, принимающий вход выходной строки кода, может получать коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, который наиболее пригоден для процесса расширения полосы частот, и сигнал, имеющий более высокое качество звука.

Пример 1 модификации

Кроме того, если процесс кодирования, описанный выше, выполняют для каждого фрейма входного сигнала, возможен случай, в котором индекс коэффициента, отличающийся в каждом последующем фрейме, выбирают в стационарной области, где мала вариация по времени мощности подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы стороны высокочастотной полосы входного сигнала.

Таким образом, поскольку мощность подполосы высокочастотной полосы каждого фрейма имеет практически идентичные значения в последовательных фреймах, составляющих стандартную область входного сигнала, один и тот же индекс коэффициента требуется постоянно выбирать в их фрейме. Однако, индекс коэффициента, выбранный для каждого фрейма на участке последовательных фреймов, изменяется и, таким образом, компонент высокочастотной полосы голоса, воспроизводимого на стороне декодера 40, больше не может быть стационарным. Если это так, возникает несоответствие в воспроизводимом звуке.

В соответствии с этим, если индекс коэффициента выбирают в кодере 30, результат оценки компонента высокочастотной полосы в предыдущем фрейме по времени можно учитывать. В этом случае, кодер 30 на фиг.18 выполняет процесс кодирования, показанный в блок-схеме последовательности операций на фиг.25.

Как описано ниже, процесс кодирования, выполняемый кодером 30, будет описан со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.25. Кроме того, обработка на этапе S331 - этапе S336 идентична представленной на этапе S301 - этапе S306 по фиг.24. Поэтому, ее описание будет исключено.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение ResP (id,J) оценки, используя последний фрейм и текущий фрейм на этапе S337.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы записывает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, полученной по коэффициенту оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы индекса коэффициента, выбранного в конечном итоге, в отношении фреймов J-1 раньше, чем фрейм J, который обрабатывается по одному одновременно. Здесь, выбранный, в конечном итоге, индекс коэффициента называется индексом коэффициента, выводимым в декодер 40 в результате кодирования, используя схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Как описано ниже, в частности, id индекса коэффициента, выбранного в фрейме (J-1), устанавливают, как id_selected (J-1). Кроме того, псевдомощность подполосы высокочастотной полосы для подполосы, индекс которой, полученный, используя коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы индекса id_selected (J-1) коэффициента, равен ib (где sb+1≤ib≤eb), постоянно поясняется, как power_est (ib,id_selected (J-1),J-1).

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает вначале следующее Уравнение (20) и затем получает оценку остаточного среднеквадратичного значения ResP_std (id,J).

Уравнение 20

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}s{P}_{std}\left(\text{id}\text{, J}\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}\{{\text{power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}{\text{, id}}_{\text{selected}}\left(\text{J-1}\right),\text{ J-1}\right)\\ {{\text{- power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)\}}^2\dots \left(\text{20}\right)\end{array}$$

Таким образом, разность между псевдомощностью power_est (ib,id_selected (J-1),J-1) подполосы высокочастотной полосы для фрейма J-1 и псевдомощностью - power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы для фрейма J получают в отношении каждой подполосы стороны высокочастотной полосы, где индекс составляет от sb+1 до eb. Кроме того, сумму квадратов для его разности устанавливают, как разность ошибки оценки среднеквадратичного значения ResP_std (id,J). Кроме того, псевдомощность подполосы высокочастотной полосы - (power_est (ib,id,J) показывает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы фреймов (J) подполосы, индекс которой составляет ib, который получают в отношении декодируемого коэффициента оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, где индекс коэффициента равен id.

Поскольку эта оценка остаточного значения квадрата ResP_std (id,J) представляет собой сумму квадратов для разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы между фреймами, которые являются непрерывными по времени, чем меньше оценка остаточного среднеквадратичного значения ResP_std (id,J), тем меньше вариация по времени значения оценки компонента высокочастотной полосы.

И далее, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (21) и рассчитывает оценку остаточного максимального значения ResP_max (id,J).

Уравнение 21

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}s{P}_{\max }\left(\text{id}\text{, J}\right)={\max }_{ib}\{|{\text{power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}{\text{, id}}_{\text{selected}}\left(\text{J-1}\right),\text{ J-1}\right)\\ {\text{- power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)|\}\dots \left(\text{21}\right)\end{array}$$

Кроме того, в Уравнении (21), обозначает максимальное абсолютное значение разности между псевдомощностью power_est (ib,id_selected (J-l),J-1) подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, максимальное значение абсолютного значения разности между фреймами, которые являются непрерывными по времени, устанавливают как оценку остаточного максимального значения ResP_max (idp,J) разности ошибки.

Чем меньше максимальное значение ResP_max (id,J) оценки остаточной ошибки, тем ближе результат оценки высокочастотного компонента между последовательными фреймами.

Если получают оценку остаточного максимального значения ResP_max (id,J), далее, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (22) и рассчитывает оценку остаточного среднего значения ResP_ave (id,J).

Уравнение 22

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}s{P}_{ave}\left(\text{id}\text{, J}\right)=|({\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}\{{\text{power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}{\text{, id}}_{\text{selected}}\left(\text{J-1}\right),\text{ J-1}\right)\\ {\text{- power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)\})/\left(\text{eb-sb}\right)|\dots \left(\text{22}\right)\end{array}$$

Таким образом, разность между псевдомощностью power_est (ib,id_selected (J-1),J-1) подполосы высокочастотной полосы для фрейма (J-1) и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы для фрейма J получают в отношении каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, когда индекс находится в диапазоне от sb+1 до eb. Кроме того, абсолютное значение для значения, полученного путем деления суммы разности каждой подполосы на количество подполос (eb-sb) на стороне высокочастотной полосы, устанавливают, как оценку остаточного среднего значения ResP_ave (id,J). Среднее значение ResP_ave (id,J) остаточной ошибки оценки представляет размер среднего значения разности значения оценки подполосы между фреймами, где рассматривают символ.

Кроме того, если среднеквадратичное значение ResP_std (id,J) остаточной оценки, максимальное значение ResP_max (id,J) остаточной ошибки оценки и среднее значение ResP_ave (id,J) остаточной оценки будут получены, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (23) и рассчитывает среднее значение ResP (id,J).

Уравнение 23

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}sP\left(\text{id}\text{, J}\right)=\mathrm{Re}{s}_{std}\left(\text{id}\text{, J}\right)+W_{\max }\times \mathrm{Re}s{P}_{\max }\left(\text{id}\text{, J}\right)\\ +W_{ave}\times \mathrm{Re}s{P}_{ave}\left(\text{id}\text{, J}\right)\dots \left(\text{23}\right)\end{array}$$

Таким образом, среднее значение ResP_std (id,J) остаточной оценки, максимальное значение ResP_max (id,J) ошибки остаточной оценки и среднее значение ResP_ave (id,J) средней остаточной оценки суммируют с весом и устанавливают, как значение ResP (id,J) оценки. Кроме того, в Уравнении (23), W_max и W_ave представляют собой заданный вес, например, W_max=0,5, W_ave=0,5.

Поэтому, если рассчитывают значение ResP (id,J) оценки, используя прошедший фрейм и текущее значение, обработка переходит с этапа S337 на этап S338.

На этапе S338, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает Уравнение (24) и рассчитывает окончательное значение оценки ReS_all (id,J).

Уравнение 24

$$\mathrm{Re}{s}_{all}\left(\text{id}\text{, J}\right)=\mathrm{Re}s\left(\text{id}\text{, J}\right)+W_p\left(\text{J}\right)\times \mathrm{Re}sP\left(\text{id}\text{, J}\right)\dots \left(\text{24}\right)$$

Таким образом, полученное значение Res (id,J) оценки и значение ResP (id,J) оценки суммируют с весом. Кроме того, в Уравнении (24), W_p (J), например, представляет вес, определенный следующим Уравнением (25).

Уравнение 25

$$W_p\left(J\right)=\{\begin{array}{ll}\frac{-powe{r}_r\left(J\right)}{50}+1\hfill & \left(0\le powe{r}_r\left(J\right)\le 50\right)\hfill \\ \text{ 0}\hfill & \left(otherwise\right)\dots \left(\text{25}\right)\hfill \end{array}$$

Кроме того, power_r (J) в Уравнении (25) представляет собой значение, определенное следующим Уравнением (26).

Уравнение 26

$$\begin{array}{l}powe{r}_{\text{r}}\left(\text{J}\right)=\sqrt{\left({\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}{\left\{\text{power }\left(\text{ib}\text{, J}\right)-power\left(\text{ib}\text{, J-1}\right)\right\}}^2\right)/\left(eb-sb\right)}\\ \dots \left(\text{26}\right)\end{array}$$

Это значение power_r (J) представляет собой среднее разности между значениями мощности подполосы высокочастотной полосы фреймов (J-1) и фреймов J. Кроме того, в соответствии с Уравнением (25), когда power_r (J) представляет собой значение заданного диапазона вблизи к 0, чем меньше значение power_r (J), тем ближе W_p (J) к 1 и, когда power_r (J) больше, чем значение заданного диапазона, его устанавливают, как 0.

Здесь, когда power_r (J) представляет собой значение заданного диапазона вблизи к 0, среднее значение разности мощности подполосы высокочастотной полосы между последовательными фреймами становится малым до определенной степени. Таким образом, вариация по времени компонента высокочастотной полосы входного сигнала будет малой, и текущие фреймы входного сигнала становятся установившейся областью.

Поскольку компонент высокочастотной полосы входного сигнала является стабильным, вес W_p (J) становится значением, которое близко к 1, тогда как, в случае, когда компонент высокочастотной полосы не является стабильным, вес (W_p (J) становится значением, близким к 0. Поэтому, в значении Res_all (id,J) оценки, показанном в Уравнении (24), поскольку вариация по времени компонента высокочастотной полосы входного сигнала становится малой, коэффициент определения значения оценки ResP (id,J), рассматривая результат сравнения и результат оценки компонента высокочастотной полосы, в качестве стандартов оценки в предыдущих фреймах, становится большим.

Поэтому, в установившейся области входного сигнала, выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, получаемый в непосредственной близости к результату оценки компонента высокочастотной полосы в предыдущих фреймах, и на стороне декодера 40 становится возможным более естественно воспроизводить звук, имеющий высокое качество. В это время, вместо неустановившейся области входного сигнала, член значения ResP (id,J) оценки в значении Res_all (id,J) оценки устанавливают равным 0, и получают декодированный сигнал высокочастотной полосы, близкий к фактическому сигналу высокочастотной полосы.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение Res_all (id,J) оценки для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, путем выполнения упомянутой выше обработки.

На этапе S339, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает индекс id коэффициента на основе значения оценки Res_all (id,J) для каждого полученного коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Значение Res_all (id,J) оценки, полученное в процессе, описанном выше, линейно комбинирует значение Res (id,J) оценки и значение ResP (id,J) оценки, используя вес. Как описано выше, чем меньше значение Res (id,J) оценки, тем более близкий декодированный сигнал высокочастотной полосы к фактическому сигналу высокочастотной полосы, может быть получен. Кроме того, чем меньше значение ResP (id,J) оценки декодированного сигнала высокочастотной полосы, тем более близкий декодированный сигнал высокочастотной полосы предыдущего фрейма может быть получен.

Поэтому, чем меньше значение Res_all (id,J) оценки, тем более соответствующий декодированный сигнал высокочастотной полосы получают. Поэтому, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает значение оценки, имеющее минимальное значение, в числе К оценок Res_all (id,J), и передает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий этому значению оценки, в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Если индекс коэффициента выбирают, после этого выполняют обработку на этапе S340 и этапе S341 для окончания процесса кодирования. Однако, поскольку эта обработка является такой же, как и обработка на этапе S308 и этапе S309 по фиг.24, ее описание здесь исключено.

Как описано выше, в кодере 30 используется значение Res_all (id,J) оценки, полученное в результате линейного комбинирования значения Res (id,J) оценки, и значение ResP (id,J) оценки используют таким образом, что выбирают индекс коэффициента оптимального коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Если значение Res_all (id,J) оценки используется, как в случае, когда используется значение Res (id,J) оценки, становится возможным выбрать более соответствующий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы с использованием намного большего количества стандартов оценки. Однако, если значение Res_all (id,J) оценки используется, становится возможным управлять вариацией по времени в установившейся области компонента высокочастотной полосы сигнала, предназначенного для воспроизведения в декодере 40, и при этом возможно получить сигнал, имеющий высокое качество.

Пример 2 модификации

Кстати, при обработке расширения полосы частот, если требуется получить звук, имеющий высокое качество, подполоса на стороне нижней полосы также важна, в смысле восприятия на слух. Таким образом, среди подполос на стороне высокочастотной полосы, по мере того, как точность оценки подполосы, близкой к стороне низкочастотной полосы, становится больше, становится возможным воспроизводить звук, имеющий высокое качество.

Здесь, когда рассчитывают значение оценки в отношении каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, вес может быть установлен для подполосы на стороне нижней полосы. В этом случае, кодер 30 на фиг.18 выполняет процесс кодирования, показанный в блок-схеме последовательности операций на фиг.26.

Ниже, обработка кодирования, выполняемая кодером 30, будет описана со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.26. Кроме того, обработка на этапе S371 - этапе S375 идентична представленной на этапе S331 - этапе S335 на фиг.25. Поэтому, ее описание исключено.

На этапе S376, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает оценочное значение ResW_band (id,J) используя текущий фрейм J, предназначенный для обработки, для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы в фреймах J, выполняет ту же операцию, что и в описанном выше Уравнении (1), используя сигнал подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, подаваемой из схемы 33 разделения подполос.

Если мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы будет получена, схема вычисления 36 разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение 27 и рассчитывает остаточное среднеквадратичное значение Res_stdW_band (id,J).

Уравнение 27

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}{s}_{std}{W}_{band}\left(\text{id}\text{, J}\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}\{{\text{W}}_{\text{band}}\left(\text{ib}\right)\times \{power\left(\text{ib}\text{, J}\right)\\ {{\text{- power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)\}\}}^2\dots \left(\text{27}\right)\end{array}$$

Таким образом, получают разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы фреймов (J) и псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы (power_est (ib,id,J), и разность умножают на вес W_band (ib) для каждой подполосы, для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, где индекс составляет от sb+1 до eb. Кроме того, сумма квадратов для разности, на которую умножают вес W_band (ib), установлена, как остаточное среднеквадратичное значение ошибки Res_stdW_band (id,J).

Здесь вес W_band (ib) (где, sb+1≤ib≤eb определяется по следующему Уравнению 28. Например, значение веса W_band (ib) становится настолько большим, как и подполоса на стороне нижней полосы.

Уравнение 28

$$W_{band}\left(\text{ib}\right)=\frac{-3\times ib}{7}+4\dots \left(\text{28}\right)$$

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает остаточное максимальное значение Res_maxW_band (id,J). В частности, максимальное значение абсолютного значения для значений, умножающих разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, где индекс находится в диапазоне от sb+1 до eb, и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы на вес W_band (ib), установлено, как максимальное значение Res_maxW_band (id,J) разности остаточной ошибки.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает среднее значение Res_aveW_band (id,J) остаточной ошибки.

В частности, в каждой подполосе, где индекс составляет от sb+1 до eb, разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы получают и, таким образом, вес W_band (ib) умножают так, что получают общую сумму разности, на которую умножают вес W_band (ib). Кроме того, абсолютное значение для значения, полученного путем разделения полученной общей суммы разности на подполосу номер (eb-sb) на стороне высокочастотной полосы, устанавливают, как среднее значение Res_aveW_band (id,J) остаточной ошибки.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение ResW_band (id,J) оценки. Таким образом, сумма остаточного среднеквадратичного значения Res_stdW_band (id,J), максимального значения Res_maxW_band (id,J), остаточной ошибки, на которую умножают вес (W_max), и среднего значения Res_aveW_band (id,J) остаточной ошибки, на которое умножают вес (W_ave), устанавливают, как среднее значение ResW_band (id,J).

На этапе S377, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает среднее значение ResPW_band (id,J), используя последние фреймы и текущие фреймы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы записывает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, полученную путем использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для индекса коэффициента, выбранного в конечном итоге в отношении фреймов J-1 на один фрейм раньше, чем фрейм (J), предназначенный для обработки по времени.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вначале рассчитывает оценку среднего значения ResP_stdW_band (id,J) остаточной ошибки. Таким образом, для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, в которой индекс составляет sb+1 до eb, вес W_band (ib) умножают, путем получения разности между псевдомощностью power_est (ib, id_selected (J-1),J-1) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью power_est (ib,id,J), подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, сумму квадратов разности, из которой рассчитывают вес W_band (ib), устанавливают, как оценку среднего значения ResP_stdW_band (id,J) разности ошибки.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы непрерывно рассчитывает оценку максимального значения ResP_maxW_band (id,J) остаточной ошибки. В частности, максимальное значение абсолютного значения, полученного путем умножения разности между псевдомощностью power_est (ib,id_selected (J-1),J-1) подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb и псевдомощностью - power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы на вес W_band (ib), устанавливают, как оценку максимального значения ResP_maxW_band ошибки (id,J) остаточной ошибки.

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает оценку среднего значения ResP_aveW_band (id,J) остаточной ошибки. В частности, умножают разность между псевдомощностью power_est (ib,id_selected (J-1), J-1) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью power_est (ib, идентификатор, J) подполосы высокочастотной полосы получают для каждой подполосы, где индекс составляет от sb+1 до eb и вес W_band (ib). Кроме того, общая сумма разности, на которую умножают вес W_band (ib), представляет собой абсолютное значение для значений, полученных путем разделения на количество (eb-sb) подполос на стороне высокочастотной полосы. Однако, в качестве оценки среднего значения остаточной ошибки установлено ResP_aveW_band (id,J).

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы получает сумму оценки среднеквадратичного значения R_esP_stdW_band (id,J) остаточной ошибки для оценки максимального значения ResP_maxW_band (id,J), остаточной ошибки, на которую умножают вес W_max, и оценки среднего значения ResP_aveW_band (id,J) остаточной ошибки, на которую умножают W_ave, и сумму устанавливают, как значение оценки ResPW_band (id,J).

На этапе S378, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы суммирует значение ResW_band (id,J) оценки со значением ResPW_band (id,J) оценки, на которое умножают вес W_p (J) по Уравнению (25), для расчета конечного значения Res_allW_band (id,J) оценки Это значение Res_allW_band (id,J) оценки рассчитывают для каждого из количества К коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, после этого, выполняют обработку на этапе S379 - этапе S381, для окончания обработки кодирования. Однако, поскольку эти процессы идентичны представленным со ссылкой на этап S339 - этап S341 на фиг.25, их описание здесь исключено. Кроме того, значение Res_allW_band (id,J) оценки выбирают минимальным среди числа К индексов коэффициента на этапе S379.

Как описано выше, для размещения веса по подполосам на стороне низкочастотной полосы, возможно получить звук, имеющий дополнительное высокое качество на стороне декодера 40, предоставляя вес для каждой подполосы.

Кроме того, как описано выше, выбор количества коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы был описан, как выполняемый на основе значения Res_allW_band (id,J) оценки. Однако оценка коэффициента декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы может быть выбрана на основе значения ResW_band (id,J) оценки.

Пример 3 модификации

Кроме того, поскольку свойства слуха человека таковы, что человек правильно воспринимает больший частотный диапазон по амплитуде (мощности), значение оценки в отношении каждого декодированного коэффициента оценки мощности подполосы высокочастотной полосы может быть рассчитано так, что вес может быть установлен для подполосы, имеющей большую мощность.

В этом случае, кодер 30 на фиг.18 выполняет процесс кодирования, представленный в блок-схеме последовательности операций на фиг.27. Обработка кодирования, выполняемая кодером 30, будет описана ниже со ссылкой на блок-схемы последовательности операций на фиг.27. Кроме того, поскольку обработка на этапе S401 - этапе S405 идентична этапам S331 - этапу S335 по фиг.25, ее описание здесь будет исключено.

На этапе S406, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение ResW_power (id,J) оценки, используя текущий фрейм J, предназначенный для обработки, для числа К коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы в фреймах J, выполняя ту же операцию, что и в Уравнении (1), описанном выше, используя сигнал подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, подаваемой из схемы 33 разделения подполос.

Если мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы будет получена, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает следующее Уравнение (29) и рассчитывает среднеквадратичное значение Res_stdW_power (id,J) остаточной ошибки.

Уравнение 29

$$\begin{array}{l}\mathrm{Re}{s}_{std}{W}_{power}\left(\text{id}\text{, J}\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}}\{{\text{W}}_{\text{power}}\left(power\left(\text{ib}\text{, J}\right)\right)\\ {\times \{\text{power }\left(\text{ib}\text{, J}\right){\text{ - power}}_{\text{est}}\left(\text{ib}\text{, id}\text{, J}\right)\}\}}^2\\ \dots \left(\text{29}\right)\end{array}$$

Таким образом, получают разность между мощностью power_est (ib,J) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью power_s (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы и вес W_power (power (ib,J) для каждой из подполос умножают на ее разность в отношении каждой полосы на стороне высокочастотной полосы, в которой индекс представляет от sb+1 до eb. Кроме того то, сумма квадратов разности, на которую умножают вес W_power (power (ib,J), установлена, как среднеквадратичное значение Res_stdW_power (id,J) остаточной ошибки.

Здесь вес W_power (power (ib,J) (где, sb+1≤ib≤eb), например, определяется, как в следующем Уравнении (30). По мере того, как мощность power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы становится большой, значение веса W_power (power (ib,J) становится больше.

Уравнение 30

$$W_{power}\left(\text{power }\left(\text{ib}\text{, J}\right)\right)=\frac{3\times power\left(\text{ib}\text{, J}\right)}{80}+\frac{35}{8}\dots \left(\text{30}\right)$$

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает максимальное значение Res_maxW_power (id,J) остаточной ошибки. В частности, максимальное значение абсолютного значения, умноженное на разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, индекс которой составляет от sb+1 до eb, и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы на вес W_power (power мощность (ib,J)), устанавливают, как максимальное значение Res_maxW_power (id,J) остаточной ошибки

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает среднее значение Res_aveW_power (id,J) остаточной ошибки.

В частности, в каждой подполосе, где индекс составляет от sb+1 до eb, получают разность между мощностью power (ib,J) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы и вес, на который умножают (W_power (power (ib,J) и получают общую сумму разности, на которую умножают вес W_power (power (ib,J)). Кроме того, абсолютное значение значений, полученных путем разделения общей суммы полученной разности на количество подполос высокочастотной полосы и eb-sb), устанавливают, как среднее значение Res_aveW_power (id,J) остаточной ошибки.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение ResW_power (id,J) оценки. Таким образом, сумму остаточного среднеквадратичного значения Res_stdW_power (id,J), значение разности Res_maxW_power (id,J), остаточной ошибки, на которое умножают вес (W_max), и среднее значение Res_aveW_power (id,J) остаточной ошибки, на которую умножают вес (W_ave), устанавливают, как значение ResW_power (id,J) оценки

На этапе S407, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает значение ResPW_power (id,J) оценки, используя последний фрейм и текущие фреймы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы записывает псевдомощность подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, полученной путем использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы индекса коэффициента, выбранного в конечном итоге в отношении фреймов (J-1) на один фрейм раньше, чем фрейм J, обрабатываемый по времени.

Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вначале рассчитывает оценку остаточного среднеквадратичного значения ResP_stdW_power (id,J). Таким образом, разность между псевдомощностью power_est (ib,idJ) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью (power_est (ib,id_selected (J-1),J-1) подполосы высокочастотной полосы получают для умножения на вес W_power (power (ib,J), в отношении каждой подполосы на стороне высокой частоты, в которой индекс установлен как sb+1 и eb. Сумма квадратов разности, на которую умножают вес W_power (power (ib,J), устанавливают как оценку остаточного среднеквадратичного значения ResP_stdW_power (id,J).

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает оценку максимального значения ResP_maxW_power (id,J) остаточной ошибки. В частности, абсолютное значение максимального значения для значений, на которые умножают разность между псевдомощностью power_est (ib,id_selected (J-1),J-1) подполосы высокочастотной полосы каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb, и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы на вес W_power (power (ib,J) устанавливают, как оценку максимального значения ResP_maxW_power (id,J) остаточной ошибки.

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает оценку среднего значения ResP_aveW_power (id,J) остаточной ошибки. В частности, разность между псевдомощностью power_est (ib,id_selected (J-1),J-1) подполосы высокочастотной полосы и псевдомощностью power_est (ib,id,J) подполосы высокочастотной полосы получают в отношении каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb, и умножают на вес W_power (power (ib,J). Кроме того, абсолютные значения для значений, полученных путем разделения обшей суммы умноженной разности веса W_power (power (ib,J) на количество (eb-sb) подполос на стороне высокочастотной полосы устанавливают, как оценку среднего значения ResP_aveW_power (id,J) остаточной ошибки.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы получает сумму оценки остаточного среднеквадратичного значения ResP_stdW_power (id,J), получают оценку максимального значения R_esP_maxW_power (id,J) остаточной ошибки, на которое умножают вес (W_max), и оценку среднего значения ResP_aveW_power (id,J) остаточной ошибки, на которую умножают вес (W_ave), и сумму устанавливают, как значение R_esPW_power (id,J) оценки.

На этапе S408, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы суммирует значение ResWpower (id,J) оценки с о значением ResPW_power (id,J) оценки, на которое умножают вес W_p (J) по Уравнению (25), для расчета конечного значения Res_allW_power (id,J) оценки. Значение Res_allW_power (id,J) оценки рассчитывают для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, после этого, обработка на этапе S409 - этапе S411 выполняется для прекращения процесса кодирования. Однако, поскольку эта обработка идентична указанной со ссылкой на этап S339 - этап S341 на фиг.25, ее описание исключено. Кроме того, на этапе S409, индекс коэффициента, в котором значение Res_allW_power (id,J) оценки установлено, как минимальное, выбирают среди количества К индексов коэффициента.

Как описано выше, для того, чтобы вес, помещаемый в подполосу, имел большую подполосу, возможно получить звук, имеющий высокое качество, предоставляя вес для каждой подполосы на стороне декодера 40.

Кроме того, как описано выше, выбор коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы был описан, как выполняемый на основе значения Res_allW_power (id,J) оценки. Однако коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы можно выбрать на основе значения ResWpower (id,J) оценки.

6. Шестой вариант осуществления

Конфигурация устройства изучения коэффициента

В частности, набор из коэффициента A_ib (kb), как коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, и коэффициента B_ib записывают в декодер 40 на фиг.20, так, чтобы они соответствовали индексу коэффициента. Например, если коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы из индексов 128 коэффициентов записан в декодер 40, требуется большая область, как область записи, такая как запоминающее устройство, для записи его коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Здесь часть количество коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы устанавливают, как общий коэффициент, и область записи, необходимая для записи коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, может быть меньшей. В этом случае, устройство изучения коэффициента, полученное в результате изучения коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, например, конфигурируют, как представлено на фиг.28.

Устройство 81 изучения коэффициента включает в себя схему 91 разделения подполос, схему 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, схему 93 вычисления величины характеристики и схему 94 оценки коэффициента.

Множество составных данных с использованием изучения, предусматривают во множестве устройств 81 изучения коэффициента, в качестве сигнала инструкции широковещательной передачи. Сигнал инструкции широковещательной передачи представляет сигнал, включающий в себя множество из компонента подполосы высокочастотной полосы и множество из компонентов подполосы низкочастотной полосы.

Схема 91 разделения подполос включает в себя полосовой фильтр и т.п., разделяет поданный сигнал инструкции широкой полосы на множество сигналов подполос и подает в сигналы схемы 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы и схемы 93 вычисления величины характеристики. В частности, сигнал подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb, подают в схему 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнал подполосы низкочастотной полосы каждой подполосы низкочастотной полосы, в которой индекс составляет от sb-3 до sb, подают в схему 93 вычисления величины характеристики.

Схема 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность подполосы высокочастотной полосы каждого сигнала подполосы высокочастотной полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента. Схема 93 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность подполосы низкочастотной полосы, как величину характеристики, мощность подполосы низкочастотной полосы, на основе каждого из сигнала подполосы низкочастотной полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента.

Схема 94 оценки коэффициента формирует коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, выполняя регрессионный анализ, используя мощность подполосы высокочастотной полосы, из схемы 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, и величину характеристики из схемы 93 вычисления величины характеристики, и выводит в декодер 40.

Описание процесса изучения коэффициента

Далее со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.29, будет описана обработка изучения коэффициента, выполняемая устройством 81 изучения коэффициента.

На этапе S431, схема 91 разделения подполос делит каждый из множества подаваемых сигналов широкополосной инструкции на множество сигналов подполосы. Кроме того, схема 91 разделения подполос подает сигнал подполосы высокочастотной полосы из подполосы, индекс которой составляет от sb+1 до eb, в схему 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы и подает сигнал подполосы низкочастотной полосы из подполосы, индекс которой составляет от sb-3 до sb, в схему 93 вычисления величины характеристики.

На этапе S432, схема 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывает мощность подполосы высокочастотной полосы, выполняя ту же операцию, что и в Уравнении (1), описанном выше, в отношении каждого из сигнала подполосы высокочастотной полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента.

На этапе S433, схема 93 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность подполосы низкочастотной полосы, как величину характеристики, выполняя операцию по Уравнению (1), описанному выше в отношении каждого сигнала подполосы низкочастотной полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента.

В соответствии с этим, мощность подполосы высокочастотной полосы и мощность подполосы низкочастотной полосы подают в схему 94 оценки коэффициента в отношении каждого фрейма множества сигналов широкополосной инструкции.

На этапе S434, схема 94 оценки коэффициента рассчитывает коэффициент A_ib (kb) и коэффициент B_ib, выполняя регрессионный анализ, используя способ наименьших квадратов для каждой подполосы ib (где, sb+1≤ib≤eb) высокочастотной полосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb.

При регрессионном анализе предполагается, что мощность подполосы низкочастотной полосы, подаваемая из схемы 93 вычисления величины характеристики, представляет собой пояснительную переменную, и мощность подполосы высокочастотной полосы, подаваемая из схемы 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, представляет собой пояснявшуюся переменную. Кроме того, регрессионный анализ выполняют, используя мощность подполосы низкочастотной полосы, и мощность подполосы высокочастотной полосы для всех фреймов, составляющих весь сигнал широкополосной инструкции, подаваемый в устройство 81 изучения коэффициента.

На этапе S435, схема 94 оценки коэффициента получает остаточный вектор каждого фрейма сигнала широкополосной инструкции, используя коэффициент A_ib (kb) и коэффициент (B_ib) для каждой из полученных подполос ib.

Например, схема 94 оценки коэффициента получает остаточную ошибку, путем вычитания общей суммы мощности нижней полосы подполосы power (kb,J) (где, sb-3≤kb≤sb), которую получают по коэффициенту, которая представляет собой AibA_ib (kb), для которой коэффициент B_ib, умноженный из мощности верхней полосы ((power (ib,J) для каждой подполосы ib (где, sb+1≤ib≤eb) фрейма J и. Кроме того, вектор включающий в себя остаточную ошибку каждой подполосы ib фрейма J, установлен, как остаточный вектор.

Кроме того, остаточный вектор рассчитывают в отношении фрейма, составляющего сигнал широкополосной инструкции, подаваемый в устройство 81 изучения коэффициента.

На этапе S436, схема 94 оценки коэффициента нормализует остаточный вектор, полученный для каждого фрейма. Например, схема 94 оценки коэффициента нормализует для каждой подполосы ib, остаточный вектор, получая вариации остатка для подполосы ib остаточного вектора всего фрейма и разделяя остаточную ошибку подполосы ib в каждом остаточном векторе на корень квадратный вариации.

На этапе S437, схема 94 оценки коэффициента объединяет в кластеры остаточный вектор всего нормализованного фрейма, используя способ разделения по k состояниям и т.п.

Например, средняя огибающая частоты всего фрейма, полученная при выполнении оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, используя коэффициент A_ib (kb) и коэффициент B_ib, называется средней огибающей SA частоты. Кроме того, предполагается, что заданная огибающая частоты, имеющая большую мощность, чем средняя огибающая SA частоты, представляет собой огибающую SH частоты, и заданная огибающая частоты, имеющая меньшую мощность, чем средняя огибающая SA частоты, имеет огибающую SL частоты.

В этом случае, каждый остаточный вектор коэффициента, в котором получают огибающую частоты, близкую к средней огибающей SA частоты, огибающей SH частоты и огибающей SL частоты, выполняет объединение в кластеры остаточного вектора, таким образом, чтобы включить его в кластер СА, кластер СН и кластер CL. Таким образом, остаточный вектор каждого фрейма выполняет объединение в кластеры, таким образом, чтобы включить его в любой одни из кластера СА, кластера СН или кластера CL.

При обработке расширения полосы частот, для оценки компонента высокочастотной полосы на основе корреляции компонента низкочастотной полосы и компонента высокочастотной полосы, учитывая это, если остаточный вектор рассчитывают, используя коэффициент A_ib (kb) и коэффициент B_ib, полученные в результате регрессионного анализа, остаточная ошибка увеличивается в такой же степени, как и величина подполосы на стороне высокочастотной полосы. Поэтому, остаточный вектор объединяют в кластеры без изменения, вес помещают в такой же мере, как и величину подполосы на стороне высокочастотной полосы для выполнения обработки.

В отличие от этого, в устройстве 81 изучения коэффициента, вариация остаточной ошибки каждой подполосы очевидно, равна, при нормализации остаточного вектора, поскольку вариация остаточной ошибки подполосы и кластеризация могут быть выполнены, предоставляя равный вес для каждой подполосы.

На этапе S438, схема 94 оценки коэффициента выбирает в качестве кластера для обработки любой один из кластера СА, кластера СН и кластера CL.

На этапе S439, схема 94 оценки коэффициента рассчитывает A_ib (kb), и коэффициент B_ib каждой подполосы ib (где, sb+1≤ib≤eb) с помощью регрессионного анализа, используя фреймы остаточного вектора, включенного в кластер, выбранный, как кластер, предназначенный для обработки.

Таким образом, если фрейм остаточного вектора, включенный в кластер, предназначенный для обработки, называется фреймом для обработки, мощность подполосы низкочастотной полосы и мощность подполосы высокочастотной полосы всего фрейма, предназначенного для обработки, устанавливают, как поясняющую переменную и объяснимую переменную, и выполняют регрессионный анализ, используя способ наименьших квадратов. В соответствии с этим, коэффициент A_ib (kb) и коэффициент B_ib получают для каждой подполосы ib.

На этапе S440, схема 94 оценки коэффициента получает остаточный вектор, используя коэффициент A_ib (kb) и коэффициент B_ib, полученные при обработке на этапе S439 в отношении всего фрейма, для обработки. Кроме того, на этапе S440, выполняют ту же обработку, что и на этапе S435, и, таким образом, получают остаточный вектор каждого фрейма, предназначенного для обработки.

На этапе S441, схема 94 оценки коэффициента нормализует остаточный вектор каждого фрейма, предназначенного для обработки, полученный при обработке на этапе S440, выполняя ту же обработку, что и на этапе S436. Таким образом, нормализацию остаточного вектора выполняют, разделяя остаточную ошибку на вариацию каждой подполосы.

На этапе S442, схема 94 оценки коэффициента разделяет на кластер остаточный вектор всего нормализованного фрейма, предназначенного для обработки, используя способ разделения по k состояниям и т.п. Число для этого числа кластера определяют следующим образом. Например, в устройстве 81 изучения коэффициента, при декодировании коэффициентов оценки мощности подполосы высокочастотной полосы получают 128 показателей коэффициентов, 128 умножают на количество фреймов, предназначенных для обработки, и полученное в результате разделения на общее количество фреймов число устанавливают, как номер кластера. Здесь общее количество фреймов представляет собой сумму всего фрейма сигнала широкополосной инструкции, подаваемого в устройство 81 изучения коэффициента.

На этапе S443, схема 94 оценки коэффициента получает вектор центра силы тяжести каждого кластера, полученного при обработке на этапе S442.

Например, кластер, полученный в результате объединения в кластеры на этапе S442, соответствует индексу коэффициента, и в устройстве 81 изучения коэффициента, индекс коэффициента назначают для каждого кластера, для получения коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы каждого индекса коэффициента.

В частности, на этапе S438, предполагается, что кластер СА выбирают, как кластер, предназначенный для обработки, и F кластеров получают, путем объединения в кластеры на этапе S442. Когда один кластер CF из F кластеров фокусируют, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы индекса коэффициента кластера CF устанавливают, как коэффициент A_ib (kb), в котором коэффициент A_ib (kb), получаемый в отношении кластера СА на этапе S439, представляет собой линейный корреляционный член. Кроме того, сумма вектора, выполняющего обратный процесс (обратную нормализацию) для нормализации, выполняемой на этапе S441 в отношении вектора центра тяжести кластера CF, получаемого на этапе S443, и коэффициента A_ib, полученного на этапе S439, устанавливают как коэффициент B_ib, который представляет собой постоянный член коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Обратную нормализацию устанавливают, как процесс умножения того же значения (квадратного корня для каждой подполосы), и при нормализации в отношении каждого элемента вектора центра тяжести кластера CF, во время нормализации, например, выполняемой на этапе S441, разделяют остаточную ошибку на квадратный корень вариации для каждой подполосы.

Таким образом, набор коэффициента A_ib (kb), полученный на этапе S439 и коэффициента B_ib, полученного, как описано, устанавливают, как коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы индекса коэффициента кластера CF. В соответствии с этим, каждый из кластеров F, полученных путем объединения в кластеры, обычно имеет коэффициент A_ib (kb), полученный в отношении кластера СА, как член линейной корреляции коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S444, устройство 81 изучения коэффициента определяет, следует ли выполнить обработку для всего кластера СА, кластера СН и кластера CL, в качестве кластера. Кроме того, на этапе S444, если определяют, что весь кластер не требуется обрабатывать, обработка возвращается на этап S438 и описанный процесс повторяется. Таким образом, выбирают следующий кластер для обработки, и рассчитывают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В отличие от этого, на этапе S444, если определяют, что требуется обработка всего кластера, поскольку рассчитывают заданное количество декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обработка переходит на этап S445.

На этапе S445, схема 94 оценки коэффициента выводит, как полученный индекс коэффициента, так и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в декодер 40 и, таким образом, обработка изучения коэффициента заканчивается.

Например, среди коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, выводимых в декодер 40, существует несколько коэффициентов A_ib (kb), таких же, как член линейной корреляции. Здесь устройство 81 изучения коэффициента соответствует индексу (указателю) члена линейной корреляции, который представляет собой информацию, которая устанавливает коэффициент A_ib (kb) для коэффициента A_ib (kb), общего для него, и соответствует коэффициенту B_ib, который представляет собой индекс линейной корреляции и постоянный член для индекса коэффициента.

Кроме того, устройство 81 изучения коэффициента подает соответствующий индекс (указатель) члена линейной корреляции и коэффициент A_ib (kb), и соответствующий индекс коэффициента, и индекс (указатель) линейной корреляции, и коэффициент B_ib в декодер 40, и записывает их в запоминающее устройство в схеме 45 декодирования высокочастотной полосы декодера 40. Аналогично этому, когда записывают множество коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, если индекс (указатель) члена линейной корреляции сохраняют в области записи для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в отношении общего члена линейной корреляции, становится возможным существенно уменьшить область записи.

В этом случае, поскольку индекс члена линейной корреляции и в отношении коэффициента A_ib (kb) записывают в запоминающее устройстве в схеме 45 декодирования высокочастотной полосы, в соответствии друг с другом, индекс члена линейной корреляции и коэффициент B_ib получают из индекса коэффициента, и, таким образом, становится возможным получить коэффициент A_ib (kb) из индекса члена линейной корреляции.

Кроме того, в соответствии с результатом анализа, выполненным заявителем, даже притом, что член линейной корреляции из множества коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы обобщают в степени по трем структурам, известно, что ухудшение качества звука на слух для звука, подвергнутого обработке расширения полосы частот, практически не происходит. Поэтому, для устройства 81 изучения коэффициента становится возможным уменьшить область записи, требуемый при записи коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, без ухудшения качества звука для звука после обработки расширения полосы частот.

Как описано выше, устройство 81 изучения коэффициента формирует коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы каждого индекса коэффициента из подаваемого сигнала широкополосной инструкции, и выводит полученный коэффициент.

Кроме того, в процессе изучения коэффициента по фиг.29, представлено описание того, что остаточный вектор нормализован. Однако нормализация остаточного вектора не может быть выполнена на одном или на обоих этапе S436 и этапе S441.

Кроме того, выполняют нормализацию остаточного вектора, и, таким образом, обобщение члена линейной корреляции коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы можно не выполнять. В этом случае выполняют обработку нормализации на этапе S436, и затем нормализованный остаточный вектор объединяют в кластеры с таким же количеством кластеров, как у получаемого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Кроме того, фреймы остаточной ошибки, включенные в каждый кластер, используют для выполнения регрессионного анализ для каждого кластера, и формируют коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы каждого кластера.

7. Седьмой вариант осуществления

Высокоэффективное кодирование строки индекса коэффициента

Кроме того, как описано выше, индекс коэффициента для получения коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы включен в кодированные данные высокочастотной полосы (поток битов), и его передают в декодер 40 для каждого фрейма. Однако, в этом случае, количество битов строки индекса коэффициента, включенное в поток битов, увеличивается, и эффективность кодирования уменьшается. Таким образом, возможно, выполнить кодирование или декодирование звука, имеющее хорошую эффективность.

Здесь, когда строка индекса коэффициента включена в поток битов, строку индекса коэффициента кодируют, включая информацию времени, в которой индекс коэффициента изменяется, и значение измененного индекса коэффициента не включает в себя значения индекса коэффициента каждого фрейма, в таком виде, как он есть, так, что количество битов может быть уменьшено.

Таким образом, как описано выше, один индекс коэффициента на фрейм устанавливают, как кодированные данные высокочастотной полосы, и включают в поток битов. Однако, когда поступает реальный сигнал, в частности, когда кодируют стационарный сигнал, возникают случаи, в которых индекс коэффициента является непрерывным с одинаковым значением в направлении времени, как показано на фиг.30. Способ уменьшения количества информации в направлении времени индекса коэффициента изобретен с использованием характеристики.

В частности, существует способ, который передает информацию времени, в соответствии с которой переключают индекс, и его значение индекса для каждого множества (например, 16) фреймов.

Две части информации времени рассматривают следующим образом.

(a) Передают длину и количество индексов показателей (см. фиг.30).

(b) Передают индекс длины и флаг переключения (см. фиг.31).

Кроме того, возможно соответствовать каждому или обоим из (а) и (b) для одного индекса, как описано ниже.

Ниже будет описан подробный вариант осуществления в случае, когда каждый из (а) и (b), и оба из них избирательно используют.

Вначале, (а) будет описан случай, когда передают длину и количество индексов.

Например, как описано на фиг.32, предполагается, что выходную кодовую строку (поток битов), включающую в себя кодированные данные низкочастотной полосы и кодированные данные высокочастотной полосы, выводят из кодера, как модуль из множества фреймов. Кроме того, на фиг.32, в поперечном направлении представлено время, и один прямоугольник представляет один фрейм. Кроме того, численное значение внутри прямоугольника, представляющего фрейм, показывает индекс коэффициента, устанавливающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фрейма.

В примере по фиг.32, выходную строку кода выводят, как модуль каждые 16 фреймов. Например, предполагается, что участок от положения FST1 до положения FSE1 представляет собой участок для обработки, и рассматривается, что будет выведена выходная строка кода для 16 фреймов, включенных в этот участок, предназначенный для обработки.

Вначале участок для обработки разделяют на сегменты (ниже называются последовательными сегментами фрейма), включая в себя последовательные фреймы, где выбирают один и тот же индекс коэффициента. Таким образом, предполагается, что граничное положение фреймов, расположенных рядом друг с другом, представляет собой граничное положение каждого последовательного сегмента фрейма, в котором выбирают разный индекс коэффициента.

В примере участок, предназначенный для обработки, разделяют на три сегмента, то есть, сегмент от положения FST1 до положения FC1, сегмент от положения FC1 до положения FC2, и сегмент от положения FC2 до положения FSE1.

Например, индекс "2" коэффициента выбирают в каждом фрейме в последовательных сегментах фрейма от положения FST1 до положения FC1.

Поэтому, когда участок для обработки разделяют на последовательные сегменты фрейма, формируют данные, включенные в информацию числа, обозначающую количество последовательных сегментов фрейма в пределах участка, предназначенного для обработки, индекс коэффициента, выбранный в каждом последовательном сегменте фрейма, информацию сегмента, обозначающую длину каждого последовательного сегмента фрейма.

Например, в примере, показанном на фиг.32, поскольку участок, предназначенный для обработки, разделяют на три последовательных сегмента фрейма, информацию, обозначающую количество последовательных сегментов фрейма "3", устанавливают, как информацию числа, обозначенную, как "num_length=3" на фиг.32. Например, информацию сегмента для исходного последовательного сегмента фрейма в фрейме, предназначенном для обработки, устанавливают, как длину "5", учитывая фреймы для последовательного сегмента фреймов, так, чтобы составить один модуль, и обозначают, как "length0=5" на фиг.32.

Кроме того, для каждой части информации сегмента может быть установлено, включена ли она в какую-либо информацию сегмента для последовательных сегментов фрейма от ведущей части участка, предназначенного для обработки. Таким образом, информация сегмента включает в себя информацию, устанавливающую положение последовательных сегментов фрейма на участке, предназначенном для обработки.

Поэтому, на участке, предназначенном для обработки, когда формируют данные, включающие в себя информацию числа, индекс коэффициента и информацию сегмента, эти данные кодируют для их установки в качестве кодированных данных высокочастотной полосы. В этом случае, когда один и тот же индекс коэффициента постоянно выбирают во множестве фреймов, поскольку нет необходимости передавать индекс коэффициента для каждого фрейма, становится возможным уменьшить количество данных в передаваемом потоке битов и выполнять кодирование, и декодирование более эффективно.

Пример функциональной конфигурации кодера

Когда формируют кодированные данные высокочастотной полосы, включающие в себя информацию количества, индекс коэффициента и информацию сегмента, например, кодер, конфигурируют, как представлено на фиг.33. Кроме того, на фиг.33, тем же номером обозначена часть, соответствующая случаю, показанному на фиг.18, и, таким образом, ее описание соответствующим образом исключено.

Кодер 111 на фиг.33 и кодер 30 на фиг.18 отличаются тем, что модуль 121 формирования расположен в схеме 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы кодера 111, а в остальном конфигурация является той же.

Модуль 121 формирования схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы формирует данные, включающие в себя информацию количества, индекс коэффициента и информацию сегмента, на основе результата выбора индекса коэффициента в каждом фрейме на участке, предназначенном для обработки, и подает сформированные данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Описание обработки кодирования

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.34, будет описана обработка кодирования, выполняемая кодером 111. Обработку кодирования выполняют для каждого заданного количества фреймов, то есть, для участка, предназначенного для обработки.

Кроме того, поскольку обработка на этапе S471 - этапе S477 идентична представленной на этапе S181 - этапе S187 на фиг.19, ее описание исключено. При обработке на этапе S471 - этапе S477, каждый фрейм, составляющий участок, предназначенный для обработки, устанавливают, как фрейм, предназначенный для обработки по порядку, и сумму квадратов Е (J,id) разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы рассчитывают для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в отношении фрейма, предназначенного для обработки.

На этапе S478, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает индекс коэффициента на основе суммы квадратов (суммы квадратов для разности) разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для каждого коэффициента оценки декодируемой мощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанного в отношении фрейма, предназначенного для обработки.

Таким образом, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает сумму квадратов для разности, имеющей минимальное значение среди множества сумм квадратов для разности, и устанавливает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий сумме квадратов для разности, в качестве выбранного индекса коэффициента.

На этапе S479 схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы определяет, выполняется ли только обработка для длины заданного фрейма. Таким образом, определяют, выбран ли индекс коэффициента в отношении всего фрейма, составляющего участок, предназначенный для обработки.

На этапе S479, когда определяют, что обработку для длины заданного фрейма все еще не выполняют, обработка возвращается на этап S471 и обработку, описанную выше, повторяют. Таким образом, в пределах участка, предназначенного для обработки, фрейм, который все еще не обрабатывают, устанавливают, как фрейм, предназначенный для обработки следующим, и выбирают индекс коэффициента фрейма.

В отличие от этого, на этапе S479, если определяют, что выполняют обработку длины заданного фрейма, то есть, если индекс коэффициента выбирают в отношении всего фрейма на участке, предназначенном для обработки, обработка переходит на этап S480.

На этапе S480, модуль 121 формирования формирует данные, включающие в себя индекс коэффициента, формирование сегмента и информацию о количестве на основе результата выбора индекса коэффициента каждого фрейма в пределах участка, предназначенного для обработки, и подает сформированные данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Например, в примере на фиг.32, модуль 121 формирования разделяет участок, предназначенный для обработки, от положения FST1 до положения FSE1 на три последовательных сегмента фрейма. Кроме того, модуль 121 формирования формирует данные, включающие в себя информацию о количестве "num_length=3", представляющее "3", для количества последовательных сегментов фрейма, информацию сегмента "length0=5", "length1=7" и "length2=4", представляющую длину каждого последовательного сегмента фрейма, и индекс коэффициента "2", "5" и "1" для его последовательного сегмента фрейма.

Кроме того, индекс коэффициента каждого из последовательных сегментов фрейма соответствует информации сегмента, и при этом возможно устанавливать, который из последовательных сегментов фрейма включает в себя индекс коэффициента.

Обращаясь снова к блок-схеме последовательности операций на фиг.34, на этапе S481, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя индекс коэффициента, информацию сегмента и информацию о количестве, подаваемую из модуля 121 формирования, и формирует кодированные данные высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает полученные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования.

Например, на этапе S481, энтропийное кодирование выполняют для некоторой или всей информации индекса коэффициента, информации сегмента и информации количества. Кроме того, если кодированные данные высокочастотной полосы представляют собой информацию, из которой получают оптимальный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, любая информация будет предпочтительна, например, данные, включающие в себя индекс коэффициента, информация сегменте и информация о количестве, могут быть установлены, как кодированные данные высокочастотной полосы, в том виде, как есть.

На этапе S482, схема 38 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкочастотной полосы, подаваемые из схемы 32 кодирования низкочастотной полосы, и кодированные данные высокочастотной полосы, подаваемые из схемы 37 кодирования высокочастотной полосы, и выводит строку выходного кода, полученную из результата, и затем обработка кодирования заканчивается.

Поэтому, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, наиболее пригодный для выполнения обработки расширения полосы частот, может быть получен в декодере, принимающем вход выходной строки кода, путем вывода кодированных данных высокочастотной полосы, в качестве выходной строки кода, вместе с кодированными данными низкочастотной полосы. Поэтому, возможно получить сигнал, имеющий лучшее качество звука.

Кроме того, в кодере 111, один индекс коэффициента выбирают в отношении последовательных сегментов фрейма, включающих в себя один или больше фреймов, и кодированные данные высокочастотной полосы, включающие в себя их индекс коэффициента, выводят. Поэтому, когда один и тот же индекс коэффициента последовательно выбирают, возможно уменьшить объем кодирования выходной строки кода и более эффективно выполнить кодирование или декодирование звука.

Пример функциональной конфигурации декодера

Декодер, в который поступает строка выходного кода из кодера 111 на фиг.33 и который декодирует ее, например, выполнен так, как показано на фиг.35. Кроме того, на фиг.35 одинаковым номером обозначены части, соответствующие случаю, показанному на фиг.20. Поэтому, их описание соответствующим образом исключено.

Декодер 151 на фиг.35 является таким же, как декодер 40 на фиг.20, в том, что он включает в себя от схемы 41 демультиплексирования до схемы 48 синтеза, но отличается от декодера 40 на фиг.20 тем, что модуль 161 выбора расположен в схеме 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В декодере 151, когда кодированные данные высокочастотной полосы декодируют с помощью схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, в результате получают информацию сегмента и информацию номера, и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, установленный индексом коэффициента, получаемый в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, подают в модуль 161 выбора.

Модуль 161 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, используемый при расчете декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, на основе информации сегмента и информации номера, подаваемой из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы в отношении фрейма, предназначенного для обработки.

Описание обработки декодирования

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.36, будет описана обработка декодирования, выполняемая декодером 151 на фиг.35.

Обработка декодирования начинается, когда строку выходного кода, выводимую из кодера 111, подают, как входную строку кода декодера 151, и выполняется для каждого заданного количества фреймов, то есть, участка, предназначенного для обработки. Кроме того, поскольку обработка на этапе S511 является такой же, как и обработка, выполняемая на этапе S211, на фиг.21, ее описание исключено.

На этапе S512, схема 45 декодирования высокочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных высокочастотной полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования, и подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, информацию сегмента и информацию о количестве в модуль 161 выбора схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Таким образом, схема 45 декодирования высокочастотной полосы считывает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы среди коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, записанного заранее, и обеспечивает соответствие коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы информации сегмента. Кроме того, схема 45 декодирования высокочастотной полосы подает соответствующий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, информацию сегмента и информацию количества в модуль 161 выбора.

На этапе S513, схема 42 декодирования низкочастотной полосы декодирует кодированные данные низкочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки, путем установки одного фрейма, в качестве фрейма для обработки в кодированных данных низкочастотной полосы каждого фрейма участка, предназначенного для обработки, подаваемого из схемы 41 демультиплексирования. Например, каждый фрейм участка, предназначенного для обработки, выбирают, как фрейм, предназначенный для обработки от начала до конца участка, предназначенного для обработки, в упомянутом порядке, и выполняют декодирование в отношении кодированных данных низкочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки.

Схема 42 декодирования низкочастотной полосы подает декодированный сигнал низкочастотной полосы, полученный в результате декодирования кодированных данных низкочастотной полосы, в схему 43 разделения подполос и в схему 48 синтеза.

Когда декодируют кодированные данные низкочастотной полосы, после этого выполняют обработку этапа S514 и этапа S515, и, таким образом, рассчитывают величину характеристики из декодированного сигнала подполосы низкочастотной полосы. Однако, поскольку его обработка является такой же, как и выполняемая на этапе S213 и этапе S214 на фиг.21, ее описание исключено.

На этапе S516, модуль 161 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки, из коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемого из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, на основе информации сегмента и информации о количестве, подаваемой из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы.

Например, в примере, показанном на фиг.32, когда седьмой фрейм от начала участка, предназначенного для обработки, устанавливают для обработки, модуль 161 выбора определяет последовательный сегмент фрейма, в который включен фрейм, предназначенный для обработки, из информации о количестве "num_length=3", информации сегмента "length0=5" и "length1=7".

В этом случае, поскольку последовательный сегмент фрейма от начала участка, предназначенного для обработки, включает в себя 5 фреймов, и второй последовательный сегмент фрейма включает в себя 7 фреймов, следует понимать, что семь фреймов от начала участка, предназначенного для обработки, включены во второй последовательный сегмент фрейма от начала участка, предназначенного для обработки. Поэтому, модуль 161 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, установленный индексом "5" коэффициента, который соответствует информации сегмента второго последовательного сегмента фрейма, в качестве коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фреймов, предназначенных для обработки.

Когда выбирают коэффициент оценки мощности декодированной подполосы высокочастотной полосы фреймов, предназначенных для обработки, после этого выполняют обработку этапа S517 - этапа S519. Однако, поскольку такая обработка является такой же, как представлена на этапе S216 - этапе S218 на фиг.21, ее описание исключено.

При обработке, выполняемой на этапе S517 - этапе S519, выбранный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы используют для формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы для фреймов, предназначенных для обработки, и полученные в результате декодированный сигнал высокочастотной полосы и декодированные сигнал низкочастотной полосы синтезируют и выводят.

На этапе S520, декодер 151 определяет, следует ли выполнить обработку заданной длины фрейма. Таким образом, определяют, сформирован ли выходной сигнал, включающий в себя декодированный сигнал высокочастотной полосы и декодированный сигнал низкочастотной полосы, в отношении всего фрейма, составляющего участок, предназначенный для обработки.

На этапе S520, когда определяют, что обработка заданной длины фреймов не выполняется, обработка возвращается на этап S513, и обработку, описанную выше, повторяют. Таким образом, фрейм, который еще не был обработан, несмотря на выполненную обработку, устанавливают как фреймы, предназначенные для следующей обработки для формирования выходного сигнала фреймов.

В отличие от этого, на этапе S520, если определяют, что обработка заданной длины фреймов была выполнена, то есть, если сформирован выходной сигнал в отношении всех фреймов на участке, предназначенном для обработки, обработку декодирования заканчивают.

Как описано выше, в соответствии с декодером 151, поскольку индекс коэффициента получают из кодированных данных высокочастотной полосы, полученных в результате демультиплексирования входной строки кода, и, таким образом, декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы рассчитывают, используя коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенной индексом коэффициента, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, становится возможным воспроизвести сигнал звука, имеющий высокое качество.

Кроме того, поскольку один индекс коэффициента в отношении последовательного сегмента фрейма, включающего в себя один или больше фреймов, включен в кодированные данные высокочастотной полосы, становится возможным получить выходной сигнал, имеющий хорошую эффективность, из строки входного кода, которая имеет меньшее количество данных.

8. Восьмой вариант осуществления

Высокоэффективное кодирование строки индекса коэффициента

Далее будет описан случай, в котором величина кодирования кодированных данных высокочастотной полосы уменьшается, благодаря описанной выше передаче индекса (b) длины (b) и переключению флага, и улучшается эффективность кодирования или декодирования звука. Например, в этом случае, как представлено на фиг.37, множество фреймов установлено, как модуль, и, таким образом, строку выходного кода (поток битов), включающую в себя кодированные данные низкочастотной полосы и кодированные данные высокочастотной полосы, выводят из кодера.

Кроме того, на фиг.37, в поперечном направлении обозначено время, и один прямоугольник обозначает один фрейм. Кроме того, численное значение в прямоугольнике, представляющем фреймы, обозначает индекс коэффициента, устанавливающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фреймов. Кроме того, на фиг.37, часть, соответствующая случаю на фиг.32, обозначена тем же символом. Поэтому, ее описание исключено.

В примере на фиг.37, 16 фреймов установлены, как модуль для вывода выходной строки кода. Например, сегмент от положения FST1 до положения FSE1 установлен на участке, предназначенном для обработки, и, таким образом, выводится выходная строка кода из 16 фреймов, включенная в участок, предназначенный для обработки.

В частности, вначале, участок, предназначенный для обработки, равномерно разделяют на сегменты (ниже называется сегментом фиксированной длины), включающие в себя заданное количество фреймов. Здесь индекс коэффициента, выбранный для каждого фрейма в сегменте фиксированной длины, является таким же, и длина сегмента фиксированной длины определяется таким образом, что, длина сегмента фиксированной длины является самой длинной.

В примере, показанном на фиг.37, длина сегмента фиксированной длины (ниже просто называется фиксированной длиной) устанавливается, как 4 фрейма, и участок, предназначенный для обработки, равномерно разделен на 4 сегмента фиксированной длины. Таким образом, участок, предназначенный для обработки, разделен на сегмент от положения FST1 до положения FC21, сегмент от положения FC21 до положения FC22, сегмент от положения FC22 до положения FC23 и целое число от положения FC23 до положения FSE1. Индекс коэффициента в этих сегментах фиксированной длины установлен, как индекс коэффициента "1", "2", "2", "3" в данном порядке от сегмента фиксированной длины начала участка, предназначенного для обработки.

Поэтому, когда участок, предназначенный для обработки, разделяют на несколько сегментов фиксированной длины, формируют данные, включающие в себя индекс фиксированной длины, обозначающий фиксированную длину сегмента фиксированной длины участка, предназначенного для обработки, индекс коэффициента и индекс переключения.

Здесь флаг переключения называется информацией, обозначающей, изменился ли индекс коэффициента на граничном положении сегмента фиксированной длины, то есть, конечный фрейм заданного фиксированного фрейма и ведущего фрейма следующего сегмента фиксированной длины сегмента фиксированной длины. Например, i-ый (i=0, 1, 2…) флаг переключения gridflg_1 устанавливают, как "1", когда индекс коэффициента изменяется, и устанавливают, как "0", когда индекс коэффициента не изменяется в положении границ (i+1)-ого и (i+2)-ого сегмента фиксированной длины от начала обрабатываемого участка.

В примере на фиг.37, поскольку индекс "1" коэффициента первого сегмента фиксированной длины и индекс "2" коэффициента второго сегмента фиксированной длины отличаются друг от друга, значение флага переключения (gridflg_0) положения на границе (положение FC21) первого сегмента фиксированной длины участка, предназначенного для обработки, устанавливают, как "1".

Кроме того, поскольку индекс "2" коэффициента второго сегмента фиксированной длины и индекс "2" коэффициента третьего сегмента фиксированной длины являются одинаковыми, значение флага gridflg_1 переключения положения FC22 устанавливают, как "0".

Кроме того, значение индекса фиксированной длины устанавливают, как значение, полученное из фиксированной длины. В частности, например, индекс фиксированной длины (length_id устанавливают, как значение, удовлетворяющее фиксированной длине fixed_length=16/2^length_id. В примере на фиг.37, поскольку фиксированная длина fixed_length=4 удовлетворяется, индекс фиксированной длины length_id=2 удовлетворяется.

Когда участок, предназначенный для обработки, разделяют на сегмент фиксированной длины, и формируют данные, включающие в себя индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения, данные кодируют для установки, в качестве кодированных данных высокочастотной полосы.

В примере на фиг.37, данные, включающие в себя флаг переключения в положении от FC21 до положения FC23 (gridflg_0=1, gridflg_1=0, и gridflg_2=1, индекс "2" фиксированной длины и коэффициент каждого сегмента "1", "2" и "3" фиксированной длины кодируют и, таким образом, устанавливают, как кодированные данные высокочастотной полосы.

Здесь устанавливают флаг переключения граничного положения каждого сегмента фиксированной длины, в котором размещено количество переключений граничного положения от начала участка, предназначенного для обработки. Таким образом, флаг переключения может включать в себя информацию для определения граничного положения сегмента фиксированной длины на участке, предназначенном для обработки.

Кроме того, каждый индекс коэффициента, включенный в кодированные данные высокочастотной полосы, расположен в последовательности, в которой выбирают его коэффициент, то есть, сегменты фиксированной длины расположены рядом друг с другом по порядку. Например, в примере, показанном фиг.37, индекс коэффициента расположен в порядке "1", "2" и "3", и, таким образом, индекс его коэффициента включен в данные.

Кроме того, в примере на фиг.37, индекс коэффициента второго и третьего сегмента фиксированной длины от начала участка, предназначенного для обработки, равен "2", но в кодированных данных высокочастотной полосы, индекс коэффициента "2" устанавливают таким образом, что только 1 его включена. Когда индекс коэффициента непрерывного сегмента фиксированной длины является одинаковым, то есть, флаг переключения в положении на границе непрерывного сегмента фиксированной длины равен 0, тот же индекс коэффициента, такое же количество раз, как и количество сегментов фиксированной длины, не включается в кодированные данные высокочастотной полосы, но один индекс коэффициента включается в кодированные данные высокочастотной полосы.

Как описано выше, когда кодированные данные высокочастотной полосы формируют из данных, включающих в себя фиксированный индекс, индекс коэффициента и флаг переключения, становится возможным уменьшить количество данных потока битов, предназначенных для передачи, поскольку нет необходимости передавать индекс коэффициента для воспринимаемых фреймов.

В соответствии с этим, становится возможным более эффективно выполнить кодирование и декодирование.

Пример функциональной конфигурации кодеров

Формируют кодированные данные высокочастотной полосы, включающие в себя индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения, описанные выше, например, кодер конфигурируют, как представлено на фиг.38. Кроме того, на фиг.38, части, соответствующие показанным на фиг.18, обозначены тем же символом. Поэтому, их описание, соответственно, исключено.

Кодер 191 на фиг.38 и кодер 30 на фиг.18 имеют разные конфигурации, состоящие в том, что модуль 201 формирования расположен в схеме 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы кодера 191, а в остальном конфигурации являются одинаковыми.

Модуль 201 формирования формирует данные, включающие в себя индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения на основе результата выбора индекса коэффициента в каждом фрейме на участке, предназначенном для обработки, и подает сформированные данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Описание процесса кодирования

Далее процесс кодирования, выполняемый кодером 191, будет описан со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.39. Процесс кодирования выполняют для каждого заданного количества фреймов, то есть, для каждого участка, предназначенного для обработки.

Кроме того, поскольку процессы на этапе S551 - этапе S559 идентичны показанным на этапе S471 - этапе S479 на фиг.34, их описание исключено. В процессах на этапе S551 - этапе S559 каждый фрейм, составляющий участок, предназначенный для обработки, устанавливают, как фрейм для обработки по порядку, и индекс коэффициента выбирают в отношении фрейма, предназначенного для обработки.

На этапе S559, когда определяют, что выполняется обработка только заданной длины фрейма, обработка переходит на этап S560.

На этапе S560, модуль 201 формирования формирует данные, включающие в себя индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения на основе результата выбора индекса коэффициента каждого фрейма, предназначенного для обработки, и подает сформированные данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Например, в примере, показанном на фиг.37, модуль 201 формирования устанавливает фиксированную длину, как четыре фрейма, для разделения участка, предназначенного для обработки, из положения FST1 в положение FSE1 на 4 сегмента фиксированной длины. Кроме того, модуль 201 формирования формирует данные, включающие в себя индекс "2" фиксированной длины, индекс "1", "2" и "3" коэффициента и флаг "1", "0" и "1" переключения.

Кроме того, на фиг.37, индексы коэффициента второго и третьего сегмента фиксированной длины от начала участка, предназначенного для обработки, все равны "2". Однако, поскольку сегменты фиксированной длины расположены непрерывно, только один из индексов "2" коэффициента включен в выходные данные из модуля 201 формирования.

Снова обращаясь к описанию блок-схемы последовательности операций, показанной на фиг.39, на этапе S561, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя индекс коэффициента, и флаг переключения, подаваемый из модуля 201 формирования, и формирует кодированные данные высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает сформированные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования. Например, выполняют энтропийное кодирование, в соответствии с необходимостью, в отношении некоторого или всего индекса информации фиксированной длины, индекса коэффициента и флага переключения.

Когда выполняют обработку на этапе S561, после этого, выполняют обработку на этапе S562 для прекращения процесса кодирования. Поскольку процесс на этапе S562 содержит ту же обработку, что и на этапе S482 на фиг.34. Поэтому, ее описание будет исключено.

Поэтому, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, наиболее пригодный для выполнения процесса расширения полосы частот, может быть получен в декодере, который принимает входную и выводную строку кода, путем вывода кодированных данных высокочастотной полосы, в качестве выходной строки кода, вместе с кодированными данными низкочастотной полосы. Поэтому, становится возможным получить сигнал, имеющий хорошее качество.

Кроме того, в кодере 191, один индекс коэффициента выбирают в отношении одного или больше сегментов фиксированной длины, и выводят кодированные данные высокочастотной полосы, включающие в себя индекс коэффициента. Поэтому, в частности, когда один и тот же индекс коэффициента постоянно выбирают, становится возможным уменьшить величину кодирования выходной строки кода и выполнить кодирование или декодирование звука более эффективно.

Пример функциональной конфигурации декодера

Кроме того, строку выходного кода, выводимую из кодера 191 на фиг.38, вводят, как входную строку кода, и декодер, который выполняет декодирование, например, имеет конфигурацию, показанную на фиг.40. Одинаковые номера ссылочных позиций используются на фиг.40 для частей, соответствующих случаю, представленному на фиг.20, и их описание, соответственно, исключено.

Декодер 231 на фиг.40 идентичен декодеру 40 на фиг.20 тем, что он включает в себя схему 41 демультиплексирования для схемы 48 синтеза, но отличается от декодера 40 на фиг.20 тем, что модуль 241 выбора расположен в схеме 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В декодере 231, когда кодированные данные высокочастотной полосы, декодируют с помощью схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, индекс фиксированной длины и флаг переключения получают из результата, и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, установленный индексом коэффициента, полученным в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, подают в модуль 241 выбора.

Модуль 241 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, используемый при расчете декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в отношении фреймов, предназначенных для обработки, на основе индекса фиксированной длины и флага переключения, подаваемого из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы.

Описание процесса декодирования

Далее будет описан процесс декодирования, выполняемый декодером 231 на фиг.40, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.41.

Процесс декодирования начинается, когда выходную строку, выводимую из кодера 191, подают в декодер 231, как входную строку кода, и выполняют для каждого из заданного количества фреймов, то есть, для участка для обработки. Кроме того, поскольку обработка на этапе S591 идентична обработке на этапе S511 по фиг.36, ее описание исключается.

На этапе S592, схема 45 декодирования высокочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных высокочастотной полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования, передает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, фиксированный индекс и флаг переключения в модуль 241 выбора схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Таким образом, схема 45 декодирования высокочастотной полосы считывает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы в декодированном коэффициенте оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, записанном заранее. В этом случае, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы располагают в той же последовательности, что и последовательность, в которой расположен индекс коэффициента. Кроме того, схема 45 декодирования высокочастотной полосы подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, индекс фиксированной длины и флаг переключения в модуль 241 выбора.

Когда декодируют кодированные данные высокочастотной полосы, после этого выполняют обработку на этапе S593 - этапе S595. Однако, поскольку обработка является такой же, как и на этапе S513 - этапе S515 на фиг.36, ее описание исключается.

На этапе S596, модуль 241 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки, из коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемого из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы на основе индекса фиксированной длины и флага переключения, подаваемых из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы.

Например, в примере на фиг.37, когда пятый фрейм от начала участка, предназначенного для обработки, устанавливают для обработки, модуль 241 выбора устанавливает, который сегмент фиксированной длины включает в себя фрейм, предназначенный для обработки, от начала участка, предназначенного для обработки, от индекса 2 фиксированной длины. В этом случае, поскольку фиксированная длина представляет собой "4", пятый фрейм устанавливается, как включенный во второй сегмент фиксированной длины.

Далее модуль 241 выбора устанавливает, что второй коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы от начала представляет собой коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в фрейме, предназначенном для обработки, в коэффициенте оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, предусмотренном в последовательности от флага переключения (gridflg_0=1) в положении FC21. Таким образом, поскольку флаг переключения установлен в "1", и, таким образом, индекс коэффициента изменяется перед и после положения FC21, второй от начала коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы устанавливают, как коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фрейма, предназначенного для обработки. В таком случае, выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, установленный по индексу "2" коэффициента.

Кроме того, в примере по фиг.37, когда девятый фрейм от начала участка, предназначенного для обработки, устанавливают для обработки, модуль 241 выбора определяет, какой сегмент фиксированной длины от начала на участке, предназначенном для обработки, включает в себя фрейм, предназначенный для обработки по индексу "2" фиксированной длины. В этом случае, поскольку фиксированная длина составляет "4", устанавливают девятый фрейм, как включенный в третий сегмент фиксированной длины.

Далее модуль 241 выбора устанавливает, что второй коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы от начала представляет собой коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки, в коэффициенте оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, который предусмотрен в последовательности от флага gridflg_1=0 переключения для положения FC22. Таким образом, поскольку флаг переключения равен "0" и, таким образом, устанавливает, что не изменилось в индексе перед и после положения FC22, второй коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы от начала устанавливают, как коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фреймов, предназначенных для обработки. В этом случае выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, установленный по индексу "2" коэффициента.

Когда выбирают коэффициент оценки декодированный мощности подполосы высокочастотной полосы для фреймов, предназначенных для обработки, обработку на этапе S597 - этапе S600 выполняют для завершения обработки декодирования. Однако, поскольку обработка идентична обработке, представленной на этапе S517 - этапе S520 на фиг.36, ее описание исключено.

При обработке на этапе S597 до этапа S600 выбранный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы используется для формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы для обрабатываемого фрейма, сформированный декодированный сигнал высокочастотной полосы и декодированный сигнал низкочастотной полосы синтезируют и выводят.

Как описано выше, в соответствии с декодером 231, поскольку индекс коэффициента получают из кодированных данных высокочастотной полосы, полученных в результате демультиплексирования входной строки кода, и, таким образом, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, используют для формирования декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и, таким образом, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокочастотной полосы. Поэтому, становится возможным воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество звука.

Далее, поскольку один индекс коэффициента включен в кодированные данные высокочастотной полосы в отношении одного или больше сегмента фиксированной длины, становится возможным получать выходной сигнал строки входного кода более эффективно для меньшего количества данных.

9. Девятый вариант осуществления

Пример функциональной конфигурации кодера

Кроме того, как описано выше, способ (ниже называется способом переменной длины) формирования данных, включающих в себя индекс коэффициента, информацию сегмента и информацию количества, формируют, как данные для получения компонента высокочастотной полосы звука, и способ формирования данных, включающий в себя индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения (ниже называется способом фиксированной длины), были описаны выше.

Такой способ также позволяет уменьшить объем кодирования кодированных данных высокочастотной полосы аналогичным образом. Однако, при этом возможно дополнительно уменьшить объем кодирования кодированных данных высокочастотной полосы, путем выбора меньшего количества кодирования среди этих способов для каждого из участков обработки.

В этом случае, кодер выполнен таким образом, как показано на фиг.42. Кроме того, на фиг.42, одним и тем же символом обозначены части, соответствующие случаю, показанному на фиг.18. Поэтому, их описание соответствующим образом исключено.

Кодер 271 на фиг.42 и кодер 30 на фиг.18 отличаются друг от друга тем, что модуль 281 формирования расположен в схеме 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы кодера 271 и в остальном имеет такую же конфигурацию.

Модуль 281 формирования формирует данные для получения кодированных данных высокочастотной полосы с помощью выбранного способа, в котором переключение способа переменной длины или способа фиксированной длины выполняют на основе результата выбора индекса коэффициента в каждом фрейме на участке, предназначенном для обработки, и подает данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Описание процесса кодирования

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.43, будет описана обработка кодирования, выполняемая кодером 271. Обработка кодирования выполняется для каждого заданного количества фреймов, то есть, для обрабатываемого участка.

Кроме того, обработка на этапе S631 - этапе S639 идентична представленной на этапе S471 - этапе S479 на фиг.34, поэтому, ее описание исключено. При выполнении обработки на этапе S631 - этапе S639, каждый фрейм, составляющий участок, предназначенный для обработки, последовательно устанавливают, как фреймы для обработки, и индекс коэффициента выбирают в отношении предназначенных для обработки фреймов.

На этапе S639, когда определяют, что выполняется обработка заданной длины фрейма, обработка переходит на этап S640.

На этапе S640, модуль 281 определяет, установлен ли способ, в котором получают кодированные данные высокочастотной полосы, как способ фиксированной длины.

Таким образом, модуль 281 формирования сравнивает объем кодирования кодированных данных высокочастотной полосы во время формирования с помощью способа фиксированной длины, с объемом кодирования во время формирования при выполнении способа переменной длины. Кроме того, модуль 281 формирования определяет, что способ фиксированной длины установлен, когда объем кодирования кодированных данных высокочастотной полосы в соответствии со способом фиксированной длины меньше, чем объем кодирования кодированных данных высокочастотной полосы по способу переменной длины.

На этапе S640, когда определяют, что установлен способ фиксированной длины, обработка переходит на этап S641. На этапе S641, модуль 281 формирования формирует данные, включающие в себя флаг способа, представляющий то, что выбран способ фиксированной длины, индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения, и подает их в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

На этапе S642, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя флаг способа, индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения, подаваемые из модуля 281 формирования, и формирует кодированные данные высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает сформированные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования и затем процесс переходит на этап S645.

В отличие от этого, на этапе S640, когда определяют, что способ фиксированной длины не установлен, то есть, определяют, что установлен способ переменной длины, обработка переходит на этап S643. На этапе S643, модуль 281 формирования формирует данные, включающие в себя флаг способа, обозначающий, что выбран способ переменной длины, индекс коэффициента, информацию о сегменте и информацию номера, и подает сформированные данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

На этапе S644, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя флаг способа, индекс коэффициента, информацию о сегменте и информацию количества, подаваемую из модуля 281 формирования, и формирует кодированные данные высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает сформированные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования и затем обработка переходит на этап S645.

На этапе S642 или этапе S644, формируют кодированные данные высокочастотной полосы, и затем выполняют обработку на этапе S645, для завершения обработки кодирования. Однако, поскольку эта обработка идентична выполняемой на этапе S482 на фиг.34, ее описание здесь исключено.

Как описано выше, возможно уменьшить объем кодирования строки выходного кода и выполнить кодирование или декодирование звука более эффективно, формируя кодированные данные высокочастотной полосы, путем выбора системы, в которой объем кодирования для каждого блока, предназначенного для обработки, будет меньше, между системой фиксированной длины и системой переменной длины.

Пример функциональной конфигурации декодера

Кроме того, декодер, который вводит и декодирует строку выходного кода, выводимую из кодера 271 по фиг.42, в качестве строки входного кода, например, выполнен, как показано на фиг.44. Кроме того, на фиг.44, одинаковыми номерами обозначены части, соответствующие случаю, показанному на фиг.20. Поэтому, их описание здесь исключено.

Декодер 311 на фиг.44 является таким же, как и декодер 40 на фиг.20, в том, что он включает в себя от схемы 41 демультиплексирования до схемы 48 синтеза, но отличается от декодера 40 по фиг.20 тем, что модуль 321 выбора расположен в схеме 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В декодере 311, когда кодированные данные высокочастотной полосы декодируют с помощью схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, данные, получаемые в результате, и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, установленный по индексу коэффициента, полученному в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, подают в модуль 321 выбора.

Модуль 321 выбора устанавливает, с помощью какого способа сформированы кодированные данные высокочастотной полосы участка, предназначенного для обработки, способа фиксированной длины или способа переменной длины, на основе данных, подаваемых из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы. Кроме того, модуль 321 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, используемой при расчете декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в отношении фреймов, предназначенных для обработки, на основе указанного результата способа формирования кодированных данных высокочастотной полосы и данных, подаваемых из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы.

Описание обработки декодирования

Далее будет описана обработка декодирования, выполняемая декодером 311 на фиг.44, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.45.

Обработка декодирования начинается, когда строка выходного кода, выводимая из кодера 271, поступает в декодер 311, как строка входного кода, и выполняется для каждого заданного количества фреймов, то есть, участка для обработки. Кроме того, поскольку обработка на этапе S671 идентична обработке на этапе S591 на фиг.41, ее описание исключено.

На этапе S672 схема 45 декодирования высокочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных высокочастотной полосы, поступающих из схемы 41 демультиплексирования, и подает данные, полученные из результата, и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в модуль 321 выбора схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Таким образом, схема 45 декодирования высокочастотной полосы считывает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, среди коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, записанных заранее. Кроме того, схема 45 декодирования высокочастотной полосы подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и данные, получаемые в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, в модуль 321 выбора.

В этом случае, когда система фиксированной длины обозначена флагом системы, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, флаг способа, индекс фиксированной длины и флаг переключения подают в модуль 321 выбора. Кроме того, когда флаг способа обозначает способ переменной длины, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, флаг способа, информацию сегмента и информацию количества подают в модуль 321 выбора.

После декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, выполняется обработка для этапа S673 - этапа S675. Однако эта обработка является той же, что и у этапа S593 - этапа S595 на фиг.41, поэтому ее описание исключено.

На этапе S676, модуль 321 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фрейма, предназначенного для обработки, из коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемого из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы на основе данных, подаваемых из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы.

Например, когда флаг способа, подаваемый из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, обозначает способ фиксированной длины, выполняют ту же обработку, что и на этапе S596 на фиг.41, и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы выбирают среди индекса фиксированной длины и флага переключения. В отличие от этого, когда способ переменной длины обозначен флагом способа, переданным из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, выполняют ту же обработку, что и на этапе S516 на фиг.36, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы выбирают из информации сегмента и информации количества.

Когда выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой частоты для фреймов, предназначенных для обработки, после этого выполняют обработку на этапе S677 - S680, обработка декодирования заканчивается. Однако, поскольку эта обработка идентична выполняемой на этапе S597 - этапе S600 на фиг.41, ее описание здесь исключено.

Выбранный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы используют и, таким образом, декодированный сигнал высокочастотной полосы фреймов, предназначенных для обработки, формируют при обработке на этапе S677 - этапе S680, и сформированный декодированный сигнал высокочастотной полосы и декодированный сигнал низкочастотной полосы синтезируют и выводят.

Как описано выше, кодированные данные высокочастотной полосы формируют с помощью способа, где объем кодирования меньше, чем у способа фиксированной длины и способа переменной длины. Поскольку один индекс коэффициента в отношении одного или больше фреймов включен в кодированные данные высокочастотной полосы, становится возможным получить выходной сигнал, имеющий хорошую эффективность, из строки входного кода при меньшем количестве данных.

10. Десятый вариант осуществления

Высокоэффективное кодирование строки индексирования коэффициента]

Теперь, в способе кодирования для кодирования звука, информацию для декодирования данных заданных фреймов рециркулируют, как информацию для декодирования данных фрейма, который следует после данного фрейма. В этом случае, режим, в котором рециркуляцию информации в направлении времени выполняют, и режим, где рециркуляция сдерживается, выбирают.

Здесь информацию, повторно используемую в направлении времени, устанавливают, как индекс и т.п. В частности, например, множество фреймов устанавливают, как модуль, и, таким образом, строку выходного кода, включающую в себя кодированные данные низкочастотной полосы и кодированные данные высокочастотной полосы, выводят из кодера, как показано на фиг.46.

Кроме того, на фиг.46, в поперечном направлении показано время, и один прямоугольник представляет один фрейм. Кроме того, число в прямоугольнике, представляющем фрейм, обозначает индекс коэффициента, устанавливающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фрейма. Кроме того, на фиг.46, одни и те же символы используют для частей, соответствующих случаю на фиг.32. Их описание исключено.

В примере на фиг.46 16 фреймов установлены, как модуль для вывода выходной строки кода. Например, сегмент от положения FST1 до положения FSE1 устанавливают, как участок, предназначенный для обработки, и, таким образом, выводят строку выходного кода из 16 фреймов, включенных в участок, предназначенный для обработки.

В этом случае, в режиме, в котором выполняют рециркуляцию информации, когда индекс коэффициента ведущего фрейма участка, предназначенного для обработки, идентичен индексу коэффициента предыдущего фрейма, флаг "1" рециркуляции, обозначающий, что индекс коэффициента рециркулируют, включают в кодированные данные высокочастотной полосы. В примере, показанном на фиг.46, поскольку индекс коэффициента ведущего фрейма участка, предназначенного для обработки, и предыдущего фрейма, оба равны "2", флаг рециркуляции устанавливают в "1".

Когда флаг рециркуляции устанавливают в "1", поскольку индекс коэффициента последнего фрейма предыдущего участка, предназначенного для обработки, рециркулируют, индекс коэффициента с исходным фреймом участка, предназначенного для обработки, не включают в кодированные данные высокочастотной полосы участка, предназначенного для обработки.

В отличие от этого, когда индекс коэффициента ведущего фрейма участка, предназначенного для обработки, отличается от фрейма, расположенного перед одним из фреймов, флаг рециркуляции "0", обозначающий, что индекс коэффициента не подвергается рециркуляции, включают в кодированные данные высокочастотной полосы. В этом случае, поскольку повторное использование индекса коэффициента не возможно, индекс коэффициента исходного фрейма, предназначенного для обработки, включают в кодированные данные высокочастотной полосы.

Кроме того, в режиме, когда рециркуляция информации запрещается, флаг рециркуляции не включают в кодированные данные высокочастотной полосы. Когда используют флаг рециркуляции, становится возможным уменьшить объем кодирования выходной строки кода и более эффективно выполнить кодирование или декодирование звука.

Кроме того, информация, рециркулируемая по флагу рециркуляции, может представлять собой любую информацию, без ограничения индекса коэффициента.

Описание обработки декодирования

Далее будет описана обработка кодирования и декодирования, выполняемая в случае, когда используется флаг повторного использования. Вначале будет описан способ, когда кодированные данные высокочастотной полосы формируют в соответствии со способом переменной длины. В этом случае процесс кодирования и процесс декодирования выполняют с помощью кодера 111 на фиг.33 и декодера 151 на фиг.35.

Обработка кодирования, выполняемая кодером 111, будет описана со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.47. Эту обработку кодирования выполняют для каждого из заданного количества фреймов, то есть, участка, предназначенного для обработки.

Поскольку обработка на этапе S711 - этапе S719 идентична обработке на этапе S471 - этапе S479 на фиг.34, ее описание исключено. При обработке на этапе S711 - этапе S719, каждый фрейм, составляющий участок, предназначенный для обработки, устанавливают, как фрейм для обработки в последовательности, и индекс коэффициента выбирают в отношении фрейма, предназначенного для обработки.

На этапе S719, когда определяют только обработку фрейма заданной длины, обработка переходит на этап S720.

На этапе S720, модуль 121 формирования определяет, выполняется ли рециркуляция информации. Например, когда пользователь назначает режим, в котором выполняется рециркуляция информации, определяют, что рециркуляция информации выполняется.

На этапе S720, когда определяют, что рециркуляция информации выполняется, обработка переходит на этап S721.

На этапе S721, модуль 121 формирования формирует данные, включающие в себя флаг рециркуляции, индекс коэффициента, как информацию сегмента и информацию номера, на основе результата выбора индекса коэффициента каждого фрейма на участке, предназначенном для обработки, и подает сформированные данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Например, в примере на фиг.32, поскольку индекс коэффициента ведущего фрейма участка, предназначенного для обработки, равен "2", тогда как индекс коэффициента фрейма непосредственно перед этим фреймом равен "3", и флаг рециркуляции установлен, как "0", обработку выполняют без рециркуляции индекса коэффициента.

Модуль 121 формирования формирует данные, включающие в себя флаг "0" рециркуляции, и информацию количества "num_length=3", и, информацию сегмента каждого последовательного сегмента фрейма "length0=5", "length1=7" и "length2=4", и индекс коэффициента его последовательного сегмента фрейма "2", "5" и "1".

Кроме того, когда флаг рециркуляции устанавливают в "1", формируют данные, где индекс коэффициента исходного последовательного фрейма участка, предназначенного для обработки, не включают в индекс коэффициента. Например, в примере на фиг.32, когда флаг рециркуляции участка, предназначенного для обработки, установлен, как "1", данные, включают в себя флаг повторного использования и информацию количества, информацию сегмента "length0=5", "length1=7" и "length2=4" и индекс "5" и "1" коэффициента.

На этапе S722, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя флаг рециркуляции, индекс коэффициента, информацию сегмента, информацию коэффициента и информацию количества, получаемые из модуля 121 формирования, и формирует кодированные данные высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает сформированные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования, и затем обработка переходит на этап S725.

В отличие от этого, на этапе S720, когда определяют, что рециркуляцию информации не выполняют, то есть, когда назначен режим, в котором рециркуляции информации запрещается пользователем, обработка переходит на этап S723.

На этапе S723, модуль 121 формирования формирует данные, включающие в себя индекс коэффициента, информацию сегмента и информацию количества на основе результата выбора индекса коэффициента каждого фрейма на участке, предназначенном для обработки, и подает их в схему 37 кодирования высокочастотной полосы. Выполняют обработку на этапе S723, идентичную представленной на этапе S480 на фиг.34.

На этапе S724, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя индекс коэффициента, информацию сегмента и информацию о количестве, подаваемую из модуля 121 формирования, и формирует кодированные данные высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает сформированные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования, и затем обработка переходит на этап S725.

На этапе S722 или этапе S724, после формирования кодированных данных высокочастотной полосы обработку на этапе S725 выполняют для завершения процесса кодирования. Однако, поскольку эта обработка идентична представленной на этапе S482 на фиг.34, ее описание здесь исключено.

Как описано выше, когда назначен режим, в котором выполняется повторное использование информации, становится возможным уменьшить количество кодирований строки выходного кода, формируя кодированные данные высокочастотной полосы, включающие в себя флаг повторного использования, и более эффективно выполнить кодирование или декодирование звука.

Описание обработки декодирования

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.48, будет описана обработка декодирования, выполняемая декодером 151 по фиг.35.

Обработка декодирования начинается, когда выполняют обработку кодирования, описанную со ссылкой на фиг.47, и строку выходного кода, выводимую из кодера 111, подают в декодер 151, как строку входного кода, и выполняют для каждого заданного количества фреймов, то есть, участка, предназначенного для обработки. Кроме того, обработка на этапе S751 идентична выполняемой на этапе S511 по фиг.36, поэтому ее описание здесь исключено.

На этапе S752, схема 45 декодирования высокочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных высокочастотной полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования, и подает эти данные, полученные из результата, и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в модуль 161 выбора из схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Таким образом, схема 45 декодирования высокочастотной полосы считывает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным путем декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, в коэффициенте оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, который был записан заранее. Кроме того, схема 45 декодирования высокочастотной полосы подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и данные, полученные в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, в модуль 161 выбора.

В этом случае, когда назначают режим, в котором выполняют рециркуляцию информации, коэффициент оценки мощности декодированной подполосы высокочастотной полосы, флаг рециркуляции, информацию сегмента и информацию количества подают в модуль 161 выбора. Кроме того, когда назначают режим, в котором рециркуляцию информации запрещают, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, информацию сегмента и информацию количества подают в модуль 161 выбора.

Когда декодируют кодированные данные высокочастотной полосы, после этого выполняют обработку на этапе S753 - этапе S755. Однако, поскольку эта обработка идентична представленной на этапе S513 - этапе S515 на фиг.36, ее описание исключено.

На этапе S756, модуль 161 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фреймов, предназначенных для обработки из коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемых из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, на основе данных, подаваемых из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы.

Таким образом, когда флаг рециркуляции, информацию сегмента и информацию количества подают из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, модуль 161 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фреймов, предназначенный для обработки, на основе флага рециркуляции, информации сегмента и информации количества. Например, когда ведущий фрейм участка, предназначенного для обработки, представляет собой фрейм, предназначенный для обработки, и флаг рециркуляции установлен в "1", коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма непосредственно перед фреймом, предназначенным для обработки, выбирают, как коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы обрабатываемого фрейма.

В этом случае, в последовательном сегменте ведущего фрейма на участке, предназначенном для обработки, декодированный коэффициент оценки подполосы высокочастотной полосы, идентичный коэффициенту оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фреймов непосредственно перед участком, предназначенным для обработки, выбирают в каждом фрейме. Кроме того, в последовательном сегменте фрейма, следующем за вторым сегментом фрейма, коэффициент оценки мощности оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы каждого фрейма выбирают при той же обработке, что и обработка на этапе S516 на фиг.36, то есть, на основе информации сегмента и информации количества.

Кроме того, в этом случае, модуль 161 выбора содержит коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фреймов непосредственно перед участком, предназначенным для обработки, который подают из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы перед началом обработки декодирования.

Кроме того, когда флаг рециркуляции установлен в "0" или коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, информацию сегмента и информацию количества подают из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, выполняют ту же обработку, что и на этапе S516 на фиг.36, и выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы в фрейме, предназначенном для обработки.

Когда выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фреймов, предназначенных для обработки, после этого выполняют обработку на этапе S757 - этап S760 для завершения обработки декодирования. Однако, поскольку эта обработка идентична представленной на этапе S517 - этапе S520 на фиг.36, ее описание исключено.

При обработке на этапе S757 - этапе S760 выбранный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы используют для формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки, и формируемый декодированный сигнал высокочастотной полосы и декодированный сигнал низкочастотной полосы синтезируют и выводят.

Как описано выше, в соответствии с необходимостью, когда используют кодированные данные высокочастотной полосы, включающие в себя флаг повторного использования, возможно получить выходной сигнал более эффективно из строки входного кода с меньшим объемом данных.

11. Одиннадцатый вариант осуществления

Описание обработки декодирования

Далее будет описан случай, в котором рециркуляцию информации выполняют в соответствии с необходимостью и кодированные данные высокочастотной полосы формируют, используя способ фиксированной длины. В этом случае, процесс кодирования и процесс декодирования выполняют с помощью кодера 191 на фиг.38 и декодера 231 на фиг.40.

Как описано ниже, процесс кодирования, выполняемый кодером 191, будет описан со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.49. Процесс кодирования выполняют для каждого из заданного количества фреймов, то есть, обрабатывают участок.

Кроме того, поскольку процессы на этапе S791 - этапе S799 идентичны представленным на этапе S551 - этапе S559 на фиг.39, их описание исключено. При обработке на этапе S791 - этапе S799, каждый фрейм, составляющий участок, предназначенный для обработки, устанавливают, как фрейм, предназначенный для обработки в последовательности, и индекс коэффициента выбирают в отношении фреймов, предназначенных для обработки.

На этапе S799, когда определяют, что выполняют только обработку заданного участка фреймов, обработка переходит на этап S800.

На этапе S800, модуль 201 формирования определяет, выполняется ли рециркуляция информации. Например, когда назначают режим, в котором пользователь выполняет рециркуляцию информации, определяют, что выполняется рециркуляция информации.

На этапе S800 определяют, что рециркуляцию информации выполняют, обработка переходит на этап S801.

На этапе S801, модуль 201 формирования формирует данные, включающие в себя флаг рециркуляции, индекс коэффициента, индекс фиксированной длины и флаг переключения на основе результата выбора индекса коэффициента каждого фрейма на участке, предназначенном для обработки, и подает сформированные данные в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Например, в примере, показанном на фиг.37, поскольку индекс коэффициента ведущего фрейма сегмента обработки равен "1", тогда как индекс коэффициента фрейма непосредственно перед этим фреймом равен "3", флаг рециркуляции устанавливают в "0" без рециркуляции индекса коэффициента. Модуль 201 формирования формирует данные, включающие в себя флаг рециркуляции, равный "0", индекс фиксированной длины, равный "2", индекс коэффициента "1", "2", "3" и флаг переключения "1", "0", "1".

Кроме того, когда флаг рециркуляции равен "1", формируют данные, которые не включают в себя индекс коэффициента исходного сегмента фиксированной длины участка, предназначенного для обработки. Например, в примере на фиг.37, когда флаг рециркуляции участка, предназначенного для обработки, устанавливают в "1", формируют данные, включающие в себя флаг рециркуляции, индекс фиксированной длины равен "2", индекс коэффициента равен "2", "3", и флаг переключения равен "1", "0", "1".

На этапе S802, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя флаг рециркуляции, индекс коэффициента, индекс фиксированной длины и флаг переключения, подаваемый из модуля 201 формирования, и формирует кодированные данные высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает сформированные кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования, и после этого, обработка переходит на этап S805.

В отличие от этого, на этапе S800, когда определяют, что рециркуляцию информации не выполняют, то есть, когда назначают режим, при котором рециркуляция информации запрещена пользователем, обработка переходит на этап S803.

На этапе S803, модуль 201 формирования формирует данные, включающие в себя индекс коэффициента, индекс фиксированной длины и флаг переключения, на основе результата выбора индекса коэффициента каждого фрейма на участке, предназначенном для обработки, и подает их в схему 37 кодирования высокочастотной полосы. На этапе S803, выполняется та же обработка, что и на этапе S560 на фиг.39.

На этапе S804, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует данные, включающие в себя индекс коэффициента, индекс фиксированной длины и флаг переключения, подаваемый из модуля 201 формирования, и формирует кодированный сигнал высокочастотной полосы. Схема 37 кодирования высокочастотной полосы подает формируемые кодированные данные высокочастотной полосы в схему 38 мультиплексирования и затем обработка переходит на этап S805.

На этапе S802 или этапе S804, когда формируют кодированные данные высокочастотной полосы, после этого выполняют обработку на этапе S805 для прекращения обработки кодирования. Однако, поскольку эта обработка идентична представленной на этапе S562 на фиг.39, ее описание исключено.

Как описано выше, когда назначают режим, в котором выполняют рециркуляцию информации, становится возможным уменьшить объем кода строки выходного кода, формируя кодированные данные высокочастотной полосы, включающие в себя флаг рециркуляции, и более эффективно выполнять кодирование и декодирование звука.

Описание процесса декодирования

Далее будет описана, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.50, обработка декодирования, выполняемая декодером 231 на фиг.40.

Обработка декодирования начинается, когда выполняют обработку кодирования, описанную со ссылкой на фиг.49, и строку выходного кода, выводимую из кодера 191, подают в декодер 231, как строку входного кода, и выполняют для каждого заданного количества фреймов, то есть, участка, предназначенного для обработки. Кроме того, поскольку обработка на этапе S831 идентична обработке на этапе S591 на фиг.41, ее описание исключено.

На этапе S832, схема 45 декодирования высокочастотной полосы выполняет декодирование кодированных данных высокочастотной полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования, и подает данные, полученные из результата и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, в модуль 241 выбора схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Таким образом, схема 45 декодирования высокочастотной полосы считывает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы в коэффициенте оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, который был записан заранее. Кроме того, схема 45 декодирования высокочастотной полосы подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и данные, полученные, в результате декодирования кодированных данных высокочастотной полосы, в модуль 241 выбора.

В этом случае, когда обозначают режим, в котором выполняют повторное использование информации, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, флаг повторного использования, индекс фиксированной длины и флаг переключения подают в модуль 241 выбора. Кроме того, когда обозначен режим, при котором запрещается повторное использование информации, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, индекс фиксированной длины и флаг переключения подают в модуль 241 выбора.

Когда декодируют кодированные данные высокочастотной полосы, после этого выполняют обработку на этапе S833 - этапе S835. Однако, поскольку эта обработка идентична этапу S593 - этапу S595 на фиг.41, ее описание исключено.

На этапе S836, модуль 241 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки, из коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемой из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, на основе данных, подаваемых из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы.

Таким образом, когда флаг повторного использования, индекс фиксированной длины и флаг переключения подают из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, модуль 241 выбора выбирает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фреймов, предназначенных для обработки, на основе флага повторного использования, индекса фиксированной длины и флага переключения. Например, когда ведущие фреймы участка, предназначенного для обработки, представляют собой фреймы, предназначенные для обработки, и флаг повторного использования равен "1", коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фреймов непосредственно перед фреймом, предназначенным для обработки, выбирают в качестве коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы для фрейма, предназначенного для обработки.

В этом случае, в сегменте фиксированной длины ведущего участка предназначенного для обработки, декодированный коэффициент оценки подполосы высокочастотной полосы, который является таким же, как и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма непосредственно перед участком, предназначенным для обработки, выбирают в каждом фрейме. Кроме того, на сегменте фиксированной длины, следующем за вторым сегментом фрейма, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы каждого фрейма выбирают в том же процессе, что и процесс на этапе S596, на фиг.41, то есть, на основе индекса фиксированной длины и флага переключения.

Кроме того, в этом случае, модуль 241 выбора содержит коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма непосредственно перед участком, предназначенным для обработки, передаваемый из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы перед началом обработки декодирования.

Кроме того, когда флаг повторного использования равен "0", и коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, индекс фиксированной длины и флаг переключения подают из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, выполняют ту же обработку, что и на этапе S596, на фиг.41, и выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки.

Когда выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы фреймов, предназначенных для обработки, после этого выполняют обработку на этапе S837 - этапе S840 для окончания процесса декодирования. Однако, поскольку эти процессы идентичны обработке на этапе S597 - этапе S600 на фиг.41, их описание исключено.

При обработке этапе S837 - этапе S840, выбранный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы используют для формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы фрейма, предназначенного для обработки, и сформированный декодированный сигнал высокочастотной полосы и декодированный сигнал низкочастотной полосы синтезируют и выводят.

Как описано выше, в соответствии с необходимостью, когда используют кодированные данные высокочастотной полосы, в которые включен флаг повторного использования, возможно более эффективно получить выходной сигнал из строки входного кода с меньшим объемом данных.

Кроме того, как описано выше, в качестве примера, когда используют флаг повторного использования, используя любую одну из системы переменной длины и системы фиксированной длины, описан случай, в котором формируют кодированные данные высокочастотной полосы. Однако, даже в случае, когда систему, где объем кода мал, выбирают среди этих систем, может использоваться флаг повторного использования.

Последовательность обработки, описанную выше, выполняют с помощью аппаратных средств и программных средств. Когда выполняется процесс последовательной обработки с помощью программных средств, программу, состоящую из программного обеспечения, устанавливают в компьютер, в котором установлено обозначенное программное обеспечение, или персональный компьютер общего назначения, выполненный с возможностью исполнения различных функций, при установке различных программ с носителя записи программы.

На фиг.51 показана блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации аппаратных средств компьютера, выполняющего описанную выше последовательность обработки в компьютере.

В компьютере CPU 501, ROM (постоянное запоминающее устройство) 502 и RAM (оперативное запоминающее устройство) 503 соединены друг с другом через шину 504.

Кроме того, интерфейс 505 ввода-вывода соединен с шиной 504. Модуль 506 ввода, включающий в себя клавиатуру, мышь, микрофон и т.п., модуль 507 вывода, включающий в себя дисплей, громкоговоритель и т.п., модуль 508 накопителя, включающий в себя жесткий диск или энергонезависимое запоминающее устройство и т.п., модуль 509 передачи данных, включающий в себя сетевой интерфейс и т.п., и привод 510, который обеспечивает привод съемного носителя 511 записи, такого, как магнитный диск, оптический диск, магнитооптический диск и полупроводниковое запоминающее устройство и т.п., соединены с интерфейсом 505 ввода-вывода.

В компьютере, выполненном, как описано выше, например, CPU 501 загружает и выполняет программу, сохраненную в модуле 508 сохранения в RAM 503, через интерфейс 505 ввода-вывода и шину 504 для выполнения последовательности обработки, описанной выше.

Программа, предназначенная для исполнения компьютером (CPU 501), например, записана на съемном носителе 511, таком как пакетный носитель, включающем в себя магнитный диск, (включая в себя гибкий диск), оптический диск ((CD-ROM (постоянное запоминающее устройство на компакт-диске)), DVD (цифровой универсальный диск) и т.п.), магнитооптический диск или полупроводниковое запоминающее устройство, или ее предоставляют через проводную или беспроводную среду передачи данных, включающую в себя локальную вычислительную сеть, Интернет и широковещательную спутниковую передачу цифровых данных.

Кроме того, программа может быть установлена в модуле 508 сохранения через интерфейс 505 ввода-вывода, путем установки съемного носителя 511 в привод 510. Кроме того, программу принимают в модуле 509 передачи данных через проводную или беспроводную среду передачи, и она может быть установлена в модуле 508 сохранения. Кроме того, программа может быть заранее установлена в ROM 502 или в модуле 508 сохранения.

Кроме того, программа, выполняемая компьютером, может представлять собой программу, где обработку выполняют во временной последовательности в соответствии с последовательностью, описанной в описании, и программу, в которой обработку выполняют параллельно или в моменты времени, необходимые при поступлении вызова.

Кроме того, вариант осуществления настоящего изобретения не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше, и возможны различные модификации в пределах объема в соответствии с сущностью настоящего изобретения.

Список номеров ссылочных позиций

10 Устройств расширения полосы частот

11 Фильтр низкой частоты

12 Схема задержки

13, 13-1-13-N Полосовой фильтр

14 Схема вычисления величины характеристики

15 Схема оценки мощности подполосы высокочастотной полосы

16 Схема формирования сигнала высокочастотной полосы

17 Фильтр высокочастотной полосы

18 Сумматор сигнала

20 Устройство изучения коэффициента

21, 21-1-21(K+N) Полосовой фильтр

22 Схема вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы

23 Схема вычисления величины характеристики

24 Схема оценки коэффициента

30 Кодер

31 Фильтр низкой частоты

32 Схема кодирования низкочастотной полосы

33 Схема разделения подполос

34 Схема вычисления величины характеристики

35 Схема вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы

36 Схема вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы

37 Схема кодирования высокочастотной полосы

38 Схема мультиплексирования

40 Декодер

41 Схема демультиплексирования

42 Схема декодирования низкочастотной полосы

43 Схема разделения подполос

44 Схема вычисления величины характеристики

45 Схема декодирования высокочастотной полосы

46 Схема вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы

47 Схема формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы

48 Схема синтеза

50 Устройство изучения коэффициента

51 Фильтр низкой частоты

52 Схема разделения подполос

53 Схема вычисления величины характеристики

54 Схема вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы

55 Схема вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы

56 Схема объединения в кластеры разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы

57 Схема оценки коэффициента

101 CPU

102 ROM

103 RAM

104 Шина

105 Интерфейс ввода-вывода

106 Модуль ввода

107 Модуль вывода

108 Модуль сохранения

109 Модуль передачи данных

110 Привод

111 Съемный носитель

Настоящее изобретение относится к средствам для обработки сигналов. Технический результат заключается в улучшении качества звука при расширении полосы частот. Кодер устанавливает интервал, включающий в себя 16 фреймов, в качестве участка интервала, подлежащего обработке, выводит кодированные данные высокочастотной полосы для получения компонента высокочастотной полосы входного сигнала, и кодированные данные низкочастотной полосы, полученные в результате кодирования сигнала низкочастотной полосы входного сигнала для каждого участка, подлежащего обработке. В этом случае для каждого фрейма выбирают коэффициент, используемый при оценке компонента высокочастотной полосы, и участок, подлежащий обработке, разделяют на последовательные сегменты фреймов, включающие в себя последовательные фреймы, в которых выбран коэффициент, в пределах того же участка, подлежащего обработке. Кроме того, формируют кодированные данные высокочастотной полосы, которые включают в себя данные, включающие в себя информацию, указывающую длину каждого последовательного сегмента фрейма, информацию, указывающую количество последовательных сегментов фрейма, включенных в участок, подлежащий обработке, и индекс коэффициента, указывающий коэффициент, выбранный в каждом последовательном сегменте фрейма. 10 н. и 13 з.п. ф-лы, 51 ил.

1. Устройство обработки сигналов, содержащее:
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных 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 в указанных фреймах сегмента, и на кодированные данные низкочастотной полосы;
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора коэффициента фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных;
модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы для сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, составляющей 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
модуль формирования сигнала высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигнала высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы.

2. Устройство обработки сигналов по п.1,
в котором 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 из сегментов, установлена в качестве информации о сегменте.

3. Устройство обработки сигналов по п.1,
в котором участок, подлежащий обработке, разделен на несколько сегментов, имеющих одинаковую длину, так, чтобы длина сегмента была наибольшей, а информация, указывающая длину, и информация, указывающая, изменяется ли выбранный коэффициент перед и после каждого граничного положения сегментов, установлены в качестве информации о сегменте.

4. Устройство обработки сигналов по п.3,
в котором, когда одинаковый коэффициент выбран в нескольких сегментах подряд, данные включают в себя один элемент информации о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в нескольких сегментах подряд.

5. Устройство обработки сигналов по п.1,
в котором 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, примыкающих 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 сегменте,
а во второй системе участок, подлежащий обработке, разделен на несколько сегментов, имеющих одинаковую длину, так чтобы длина сегмента была наибольшей, а информация, указывающая длину, и информация, указывающая, меняются ли выбранные коэффициенты перед и после граничного положения сегментов, установлена в качестве информации о сегменте,
причем данные дополнительно включают в себя информацию, указывающую, получены ли данные первой системой или второй системой.

6. Устройство обработки сигналов по п.1,
в котором данные дополнительно включают в себя информацию повторного использования, указывающую, совпадает ли коэффициент начального фрейма на участке, подлежащем обработке, с коэффициентом фрейма, расположенным непосредственно перед начальным фреймом, и
когда данные включают в себя информацию повторного использования, указывающую, что коэффициенты совпадают, данные не включают в себя информацию о коэффициенте начального сегмента участка, подлежащего обработке.

7. Устройство обработки сигналов по п.6,
в котором, 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 коэффициента запрещено, данные не включают в себя информацию повторного использования.

8. Способ обработки сигналов для устройства обработки сигналов, содержащего:
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных 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 в указанных фреймах сегмента, и на кодированные данные низкочастотной полосы;
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора коэффициента фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных;
модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы для сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, составляющей 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
модуль формирования сигнала высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигнала высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы,
при этом способ обработки сигналов содержит этапы, на которых:
демультиплексируют входные кодированные данные на указанные данные и указанные кодированные данные низкочастотной полосы модулем демультиплексирования;
декодируют кодированные данные низкочастотной полосы модулем декодирования низкочастотной полосы;
выбирают коэффициент фреймов, подлежащих обработке, модулем выбора;
вычисляют мощность подполосы высокочастотной полосы модулем вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы; и
формируют сигнал высокочастотной полосы модулем формирования сигнала высокочастотной полосы.

9. Носитель записи, содержащий программу, вызывающую выполнение компьютером процессов, содержащих этапы, на которых:
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, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в указанных фреймах сегмента, и на кодированные данные низкочастотной полосы;
декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы;
выбирают коэффициент фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных;
вычисляют мощность подполосы высокочастотной полосы для сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, составляющей сигнал высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы 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.

10. Устройство обработки сигналов, содержащее:
модуль выделения подполос, выполненный с возможностью формирования сигнала подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и сигнала подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала;
модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющей собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора какого-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; и
модуль формирования, выполненный с возможностью формирования данных, включающих в себя информацию о сегменте, имеющем фреймы, в которых один и тот же коэффициент выбран на участке, подлежащем обработке, имеющем множество фреймов входного сигнала, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в указанных фреймах сегмента.

11. Устройство обработки сигналов по п.10,
в котором модуль формирования выполнен с возможностью разделения участка, подлежащего обработке, на сегменты так, что положения фреймов, примыкающих друг к другу, в котором выбраны различные коэффициенты, установлены в качестве граничного положения сегментов, и с возможностью установки информации, указывающей длину каждого из сегментов, в качестве информации о сегменте.

12. Устройство обработки сигналов по п.10,
в котором модуль формирования выполнен с возможностью разделения участка, подлежащего обработке, на несколько сегментов, имеющих одинаковую длину, так, чтобы длина сегмента была наибольшей, при этом информация, указывающая длину, и информация, указывающая, изменяется ли выбранный коэффициент перед и после граничных положений сегментов, установлены в качестве информации о сегменте.

13. Устройство обработки сигналов по п.12,
в котором модуль формирования выполнен с возможностью формирования данных, включающих в себя один элемент информации о коэффициенте, для получения коэффициента, выбранного в нескольких сегментах подряд, когда одинаковый коэффициент выбран в нескольких сегментах подряд.

14. Устройство обработки сигналов по п.10,
в котором модуль формирования выполнен с возможностью формирования данных 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 сегменте, а
во второй системе участок, подлежащий обработке, разделен на несколько сегментов, имеющих одинаковую длину, так чтобы длина сегмента была наибольшей, а информация, указывающая длину, и информация, указывающая, изменяется ли выбранный коэффициент перед и после граничного положения сегментов, установлены в качестве информации о сегменте.

15. Устройство обработки сигналов по п.14,
в котором данные дополнительно включают в себя информацию, указывающую, получены ли данные первой системой или второй системой.

16. Устройство обработки сигналов по п.10,
в котором модуль формирования выполнен с возможностью формирования данных, включающих в себя информацию повторного использования, указывающую, совпадает ли коэффициент начального фрейма участка, подлежащего обработке, с коэффициентом фрейма, находящимся непосредственно перед начальным фреймом, и
когда информация повторного использования, указывающая, что коэффициенты являются одинаковыми, включена в данные, модуль формирования выполнен с возможностью формирования данных, не содержащих информацию о коэффициенте начального сегмента участка, подлежащего обработке.

17. Устройство обработки сигналов по п.16,
в котором, когда назначен режим повторного использования информации о коэффициенте, модуль формирования выполнен с возможностью формирования данных, включающих в себя информацию повторного использования, и когда назначен режим, в котором запрещено повторное использование информации о коэффициенте, модуль формирования выполнен с возможностью формирования данных, не включающих в себя информацию повторного использования.

18. Способ обработки сигналов для устройства обработки сигналов, включающего в себя:
модуль выделения подполос, выполненный с возможностью формирования сигнала подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигнала подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала;
модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющей собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора какого-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; и
модуль формирования, выполненный с возможностью формирования данных, включающих в себя информацию о сегменте, имеющем фреймы, в котором один и тот же коэффициент выбран на участке, подлежащем обработке, имеющем множество фреймов входного сигнала, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в указанных фреймах сегмента,
при этом способ обработки сигналов содержит этапы, на которых:
формируют сигнал подполосы низкочастотной полосы и сигнал подполосы высокочастотной полосы модулем выделения подполос;
вычисляют псевдомощность подполосы высокочастотной полосы модулем вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы;
выбирают какой-либо из множества коэффициентов модулем выбора; и
формируют данные модулем формирования.

19. Носитель записи, содержащий программу, вызывающую выполнение компьютером процессов, содержащих этапы, на которых:
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 для сигнала подполосы высокочастотной полосы и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы; и
формируют данные, включающие в себя информацию о сегменте, имеющем фреймы, в которых один и тот же коэффициент выбран на участке, подлежащем обработке, имеющем множество фреймов входного сигнала, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбираемого в указанных фреймах сегмента.

20. Декодер, содержащий:
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных 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 в указанных фреймах сегмента, и на кодированные данные низкочастотной полосы;
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора коэффициента фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных;
модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы для сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, составляющей 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;
модуль формирования сигнала высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигнала высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы; и
модуль синтеза, выполненный с возможностью синтеза сигнала низкочастотной полосы и сигнала высокочастотной полосы для формирования выходного сигнала.

21. Способ декодирования для декодера, включающего в себя:
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных 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 в указанных фреймах сегмента, и на кодированные данные низкочастотной полосы;
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигнала низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора коэффициента фрейма, подлежащего обработке, из множества коэффициентов на основе указанных данных;
модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы для сигнала подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы, составляющей 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;
модуль формирования сигнала высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигнала высокочастотной полосы фрейма, подлежащего обработке, на основе мощности подполосы высокочастотной полосы и сигнала подполосы низкочастотной полосы, и
модуль синтеза, выполненный с возможностью синтеза сигнала низкочастотной полосы и сигнала высокочастотной полосы для формирования выходного сигнала,
при этом способ декодирования содержит этапы, на которых:
демультиплексируют кодированные данные на данные и кодированные данные низкочастотной полосы модулем демультиплексирования;
декодируют кодированные данные низкочастотной полосы модулем декодирования низкочастотной полосы;
выбирают коэффициент фрейма, подлежащего обработке, модулем выбора;
вычисляют мощность подполосы высокочастотной полосы модулем вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы;
формируют сигнал высокочастотной полосы модулем формирования сигнала высокочастотной полосы; и
формируют выходной сигнал модулем синтеза.

22. Кодер, содержащий:
модуль выделения подполос, выполненный с возможностью формирования сигнала подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигнала подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала;
модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющей собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора какого-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;
модуль кодирования высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования кодированных данных высокочастотной полосы путем кодирования информации о сегменте, имеющем фреймы, в которых один и тот же коэффициент выбран на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, и информацию о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в указанных фреймах сегмента;
модуль кодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью кодирования сигнала низкочастотной полосы входного сигнала и формирования кодированных данных низкочастотной полосы; и
модуль мультиплексирования, выполненный с возможностью формирования строки выходного кода путем мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы.

23. Способ кодирования для кодера, включающего в себя:
модуль выделения подполос, выполненный с возможностью формирования сигнала подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигнала подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала;
модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющей собой оценочное значение мощности сигнала подполосы высокочастотной полосы, на основе сигнала подполосы низкочастотной полосы и заданного коэффициента;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора какого-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;
модуль кодирования высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования кодированных данных высокочастотной полосы путем кодирования информации о сегменте, имеющем фреймы, в которых один и тот же коэффициент выбран на участке, подлежащем обработке, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, и информации о коэффициенте для получения коэффициента, выбранного в указанных фреймах сегмента;
модуль кодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью кодирования сигнала низкочастотной полосы входного сигнала и формирования кодированных данных низкочастотной полосы, и
модуль мультиплексирования, выполненный с возможностью формирования строки выходного кода путем мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы;
при этом способ кодирования содержит этапы, на которых:
формируют сигнал подполосы низкочастотной полосы и сигнал подполосы высокочастотной полосы модулем выделения подполос;
вычисляют псевдомощность подполосы высокочастотной полосы модулем вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы;
выбирают какой-либо из множества коэффициентов модулем выбора;
формируют кодированные данные высокочастотной полосы модулем кодирования высокочастотной полосы;
формируют кодированные данные низкочастотной полосы модулем кодирования низкочастотной полосы; и
формируют строку выходного кода модулем мультиплексирования.