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 

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, а 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 распространению музыки, предназначенные для распространения музыкальных данных через Интернет. Служба по распространению музыки распространяет, 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 высоких частот (ниже, называемый высокочастотной полосой) приблизительно около 15 кГц или выше в музыкальном сигнале, который почти незаметен для человека, и кодируют полосу низких частот (ниже, называемую низкочастотной 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 высокочастотной 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 дискретизации, частота битов и т.п. (ниже называется информацией стороны). Далее устройство делит входной сигнал, как компонент сигнала низкочастотной полосы, на множество сигналов подполос. 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 патент Японии №2008-139844

Раскрытие изобретения

Задачи, решаемые изобретением

В соответствии с этим, способ расширения полосы, раскрытый в Патентном документе 1, может быть улучшен в том, 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 высокочастотной.

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 высокочастотной точностью. Поэтому, если звук от музыкального сигнала после расширения частотной полосы будет сформирован и выведен, четкость 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 разделения подполос для приема входного сигнала, имеющего произвольную частоту дискретизации, в качестве входа и формирует сигналы подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигналы подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала; модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для вычисления значений псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющих собой значения оценки мощности сигналов подполосы высокочастотной полосы для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполосы низкочастотной полосы; модуль выбора для сравнения значений мощности подполосы высокочастотной полосы для сигналов подполосы высокочастотной полосы и значений псевдомощности подполосы высокочастотной полосы друг с другом и выбирает одну из множества таблиц коэффициентов; и модуль формирования для формирования данных, содержащих информацию коэффициента, для получения выбранной таблицы коэффициентов.

Модуль разделения подполос выполнен с возможностью разделения входного сигнала на сигналы подполосы высокочастотной полосы, состоящие из множества подполос так, чтобы ширина полосы подполос для сигналов подполосы высокочастотной полосы имела такую же ширину, как ширина у подполос соответствующих коэффициентов, составляющих таблицу коэффициентов.

Устройство обработки сигналов может дополнительно включать в себя: модуль расширения для формирования, когда таблица коэффициентов не содержит коэффициентов заданных подполос, коэффициентов заданных подполос на основе коэффициентов соответствующих подполос, составляющих таблицу коэффициентов.

Данные могут представлять собой кодированные данные высокочастотной полосы, которые получают путем кодирования информации коэффициента.

Устройство обработки сигналов может дополнительно включать в себя: модуль кодирования низкочастотной полосы, который кодирует сигналы низкочастотной полосы входного сигнала для формирования кодированных данных низкочастотной полосы; и модуль мультиплексирования для мультиплексирования кодированных данных высокочастотной полосы и кодированных данных низкочастотной полосы, для формирования строки выходного кода.

Способ обработки сигналов и программа в соответствии с первым аспектом изобретения включают в себя этапы, на которых принимают входной сигнал, имеющий произвольную частоту дискретизации, в качестве входа, и генерируют сигналы подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, при этом количество сигналов подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, подполосы на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала; вычисляют значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющие собой значения оценки мощности сигналов подполосы высокочастотной полосы для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполосы низкочастотной полосы; сравнивают значения мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполосы высокочастотной полосы и значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы друг с другом и выбирают одну из множества таблиц коэффициентов; и формируют данные, содержащие информацию коэффициента, для получения выбранной таблицы коэффициентов.

В соответствии с первым аспектом изобретения, входной сигнал, имеющий произвольную частоту дискретизации, принимают, как вход, и формируют сигналы подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и сигналы подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала; значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, которые представляют собой значения оценки мощности сигналов подполосы высокочастотной полосы, вычисляют для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащие коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполосы низкочастотной полосы; значения мощности подполосы высокочастотной полосы для сигналов подполосы высокочастотной полосы и значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы сравнивают друг с другом, и выбирают одну из множества таблиц коэффициентов; и генерируют данные, содержащие информацию коэффициента, для получения выбранной таблицы коэффициентов.

Устройство обработки сигналов в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения включает в себя: модуль демультиплексирования для демультиплексирования входных кодированных данных по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию коэффициента; модуль декодирования низкочастотной полосы для декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы; модуль выбора для выбора таблицы коэффициентов, полученной на основе информации коэффициента из множества таблиц коэффициентов, используемых для производства сигналов высокочастотной полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы; модуль расширения для формирования коэффициентов заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы для определения соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и вычисления значений мощности подполосы высокочастотной полосы для сигналов подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполосы низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; и модуль формирования сигнала высокочастотной полосы для формирования сигналов высокочастотной полосы на основе значений мощности подполосы высокочастотной полосы и сигналов подполосы низкочастотной полосы.

Способ обработки сигналов или программа в соответствии со вторым аспектом изобретения включают в себя этапы, на которых: демультиплексируют входные кодированные данные по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию коэффициента; декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы; выбирают таблицу коэффициентов, полученную на основе информации коэффициента, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы; генерируют коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; определяют соответствующие подполосы, составляющие сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и вычисляют значения мощности подполосы высокочастотной полосы сигналов подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполос низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; и генерируют сигналы высокочастотной полосы на основе значений мощности подполосы высокочастотной полосы и сигналов подполосы низкочастотной полосы.

В соответствии со вторым аспектом изобретения, демультиплексируют входные кодированные данные по меньшей мере в кодированные данные низкочастотной полосы и информацию коэффициента; декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы; выбирают таблицу коэффициента, получаемую на основе информации коэффициента, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы; формируют коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; определяют соответствующие подполосы, составляющие сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и вычисляют значения мощности подполосы высокочастотной полосы сигналов подполосы высокочастотной полосы для соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполосы низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; и формируют сигналы высокочастотной полосы на основе значений мощности подполосы высокочастотной полосы и сигналов подполосы низкочастотной полосы.

Кодер в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения включает в себя: модуль разделения подполос для приема входного сигнала, имеющего произвольную частоту дискретизации, в качестве входа, и формирования сигналов подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и сигналов подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала; модуль вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для вычисления значений псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, которые представляют собой значения оценки мощности сигналов подполосы высокочастотной полосы, для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы и сигналов подполосы низкочастотной полосы; модуль выбора для сравнения значений мощности подполосы высокочастотной полосы для сигналов подполосы высокочастотной полосы и значений псевдомощности подполосы высокочастотной полосы друг с другом и выбора одной из множества таблиц коэффициентов; модуль кодирования высокочастотной полосы для кодирования информации коэффициентов для получения выбранной таблицы коэффициентов, для формирования кодированных данных высокочастотной полосы; модуль кодирования низкочастотной полосы для кодирования сигналов низкочастотной полосы из входного сигнала, для формирования кодированных данных низкочастотной полосы; и модуль мультиплексирования для мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы, для формирования строки выходного кода.

Способ кодирования в соответствии с третьим аспектом изобретения включает в себя этапы, на которых принимают входной сигнал, имеющий произвольную частоту дискретизации, в качестве входа, и генерируют сигналы подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и сигналы подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала; вычисляют значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющие собой значения оценки мощности сигналов подполосы высокочастотной полосы, для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы и сигналов подполосы низкочастотной полосы; сравнивают значения мощности подполосы высокочастотной полосы сигналов подполосы высокочастотной полосы и значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы друг с другом, и выбирают одну из множества таблиц коэффициентов; кодируют информацию коэффициентов для получения выбранной таблицы коэффициентов, для формирования кодированных данных высокочастотной полосы; кодируют сигналы низкочастотной полосы из входных сигналов, для формирования кодированных данных низкочастотной полосы; и мультиплексируют кодированные данные низкочастотной полосы и кодированные данные высокочастотной полосы для формирования строки выходного кода.

В соответствии с третьим аспектом изобретения, принимают входной сигнал, имеющий произвольную частоту дискретизации, как вход, и сигналы подполосы низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала, и формируют сигналы подполосы высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала; вычисляют значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, представляющие собой значения оценки мощности сигналов подполосы высокочастотной полосы, для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполосы низкочастотной полосы; сравнивают значения мощности подполосы высокочастотной полосы для сигналов подполосы высокочастотной полосы и значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы друг с другом, и выбирают одну из множества таблиц коэффициента; кодируют информацию коэффициента для получения выбранной таблицы коэффициента, для формирования кодированных данных высокочастотной полосы; кодируют сигналы низкочастотной полосы входного сигнала, для формирования кодированных данных низкочастотной полосы; и мультиплексируют кодированные данные низкочастотной полосы, и кодированные данные высокочастотной полосы для формирования строки выходного кода.

Декодер в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретение включает в себя: модуль демультиплексирования для демультиплексирования входных кодированных данных по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию коэффициента; модуль декодирования низкочастотной полосы для декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы; модуль выбора для выбора таблицы коэффициентов, полученную на основе информации коэффициента, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы; модуль расширения для формирования коэффициентов заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; модуль вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, определяющий соответствующие подполосы, составляющие сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигнала высокочастотной полосы, и вычисляет значения мощности подполосы высокочастотной полосы для сигналов подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполосы низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; модуль формирования сигнала высокочастотной полосы для формирования сигналов высокочастотной полосы на основе значений мощности подполосы высокочастотной полосы и сигналов подполосы низкочастотной полосы; и модуль синтезирования для синтеза сформированных сигналов низкочастотной полосы и сформированные сигналы высокочастотной полосы друг с другом для формирования выходного сигнала.

Способ декодирования в соответствии с четвертым аспектом изобретения включает в себя этапы, на которых демультиплексируют входные кодированные данные по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию коэффициентов; декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы; выбирают таблицу коэффициентов, получаемую на основе информации коэффициентов, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы, и содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы; генерируют коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос, для расширения таблицы коэффициентов; определяют соответствующие подполосы, составляющие сигналы высокочастотной полосы на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы и вычисления значений мощности подполосы высокочастотной полосы для сигналов подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполосы низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; генерируют сигналы высокочастотной полосы на основе значений мощности подполосы высокочастотной полосы и сигналы подполосы низкочастотной полосы; и синтезируют полученные сигналы низкочастотной полосы и полученные сигналы высокочастотной полосы друг с другом для получения выходного сигнала.

В соответствии с четвертым аспектом изобретения, демультиплексируют входные кодированные данные по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию коэффициента; декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы; выбирают таблицу коэффициентов, получаемую на основе информации коэффициента, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы; формируют коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос, для расширения таблицы коэффициентов; определяют соответствующие подполосы, составляющие сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и значения мощности подполосы высокочастотной полосы сигналов подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, вычисляют на основе сигналов подполосы низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; формируют сигналы высокочастотной полосы на основе значений мощности подполосы высокочастотной полосы и сигналов подполосы низкочастотной полосы; и синтезируют друг с другом сформированные сигналы низкочастотной полосы, и сформированные сигналы высокочастотной полосы, для получения выходного сигнала.

Эффекты изобретения

В соответствии с первым вариантом осуществления - четвертым вариантом осуществления, обеспечивается возможность воспроизведения музыкального сигнала с высоким качеством звука путем расширения полосы частот.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид примера, иллюстрирующего пример 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 на 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 на 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 по второму варианту 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 показана схема, иллюстрирующая оптимальное совместное использование таблицы для каждой частоты дискретизации.

На фиг.31 показана схема, иллюстрирующая оптимальное совместное использование таблицы для каждой частоты дискретизации.

На фиг.32 показана схема, иллюстрирующая дискретизацию с повышением частоты входного сигнала.

На фиг.33 показана схема, иллюстрирующая разделение полосы пропускания входного сигнала.

На фиг.34 показана схема, иллюстрирующая расширение таблицы коэффициентов.

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

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

На фиг.37 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера.

На фиг.38 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.

На фиг.39 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 применено к устройству расширения полосы частот),

2. Второй вариант осуществления (когда настоящее изобретение применено 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 (случай предискретизации входного сигнала).

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 на схему 12 задержки.

Поскольку схема 12 задержки синхронизирована для суммирования друг с другом компонента сигнала низкочастотной полосы от 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 на 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 на схему 14 вычисления величины характеристики и схему 16 формирования сигнала высокочастотной полосы.

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

Схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет 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 на 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 от 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 на 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 синтезирующий фильтр полосы, раскрытый в Патентном документе 1.

Обработка 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, на 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, на 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 на определенное время задержки только компонента сигнала низкочастотной полосы из фильтра 11 низкой частоты и подает задержанный компонент сигнала низкочастотной полосы на 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 на 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 вычисляет одну или более величин характеристики с использованием, по меньшей мере, одного из множества сигналов подполос из полосового фильтра 13 и входного сигнала, и подает рассчитанные величины характеристики на 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 вычисляет 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 от полосового фильтра 13 и значения оценки множества значений мощности подполосы высокочастотной полосы от схемы 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, и подает сформированный компонент сигнала высокочастотной полосы на 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, от схемы 16 формирования сигнала высокочастотной полосы, и подает компонент сигнала высокочастотной полосы на сумматор 18 сигнала.

На этапе S8, сумматор 18 сигнала суммирует компонент сигнала низкочастотной полосы от 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 обработки, выполняемой 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 подпол осу, 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 обработки, выполняемой 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 вычисляет одну или больше величин характеристики, используемых таким образом, что схема 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет 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 вычисляет, 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 на схему 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы.

Другими словами, схема 14 вычисления величины характеристики вычисляет мощность power (ib, J) подполосы низкочастотной полосы в заданном временном фрейме J из 4 сигналов х (ib, n) подполосы, которые подают от 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

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

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

Описание обработки, выполняемой 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 вычисляет 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 от 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 от схемы 14 вычисления величины характеристики.

Уравнение 2

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

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 вычисляют 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, оценочное значение мощности подполосы высокочастотной полосы, рассчитанное в схеме 15 оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, подают на схему 16 формирования сигнала высокочастотной полосы, которая будет описана далее.

Описание обработки, выполняемой 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 вычисляет значение мощности power (ib, J) подполосы низкочастотной полосы каждой подполосы, основанной, на Уравнении (1), описанном выше, из множества сигналов подполосы, подаваемых от 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

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

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

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

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

Далее схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы вычисляет 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

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

Кроме того, схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы вычисляет 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 по частоте, соответствующей 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

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

Кроме того, в Уравнении (6), π представляет постоянную круга. Уравнение (6) означает, что сигнал x2 (ib, n) подполосы после регулирования усиления, сдвигается на частоту каждых 4 частей полосы на сторонах высокочастотной полосы.

Поэтому, схема 16 формирования сигнала высокочастотной полосы выполняет компонент x_high (n) сигнала высокочастотной полосы из сигнала x3 (ib, n) подполосы после регулирования усиления со сдвигом на сторону высокочастотной полосы, в соответствии со следующим Уравнением 7.

Уравнение 7

$$x_{high}\left(n\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}x3\left(ib,n\right)}\dots \left(7\right)$$

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 на фильтр 17 высокой частоты.

В соответствии с обработкой, описанной выше, поскольку мощность подполосы низкочастотной полосы, вычисленная 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 вычисляют 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 вычисляют, 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 вычисляет величину характеристики, имеющую сильную корреляцию с выходной системой мощности подполосы полосы частотного расширения (формы спектра мощности высокочастотной полосы).

Другой пример величины характеристики, рассчитанный 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 вычисления глубины во временных фреймах J dip (J) будет описан ниже.

Быстрое преобразование Фурье (FFT) для 2048 точек выполняют в отношении сигналов 2048 отрезков дискретизации, включенных в диапазон нескольких фреймов перед и после временного фрейма J входного сигнала, и вычисляют 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 сглаживание мелкого компонента 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, вычисляют 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, рассчитанный 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 powerd(J) мощности подполосы низкочастотной полосы в нескольких временных фреймах J, например, получают из следующего Уравнения (8).

Уравнение 8

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

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

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

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

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

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

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

В соответствии с описанным выше способом, поскольку вычисляют 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 обработки 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 вычисляет 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 вычисляет значение оценки мощности подполосы высокочастотной полосы на основе четырех значений мощности подполосы низкочастотной полосы и величины глубины от 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 вычисляет 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

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

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) от схемы 14 вычисления величины характеристики и значения глубины dip_s(J), показанного в Уравнении (12).

Уравнение 13

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

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 вычисляют 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 по 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 вычислений 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 трудноиспользуемой, 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 по 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 на 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 - 21 k 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 вычисляет 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 вычисляет ту же величину характеристики, что и величина характеристики, вычисленная 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 вычисляют мощность подполосы высокочастотной полосы с помощью схемы 22 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы. Таким образом, схема 23 вычисления величины характеристики вычисляют 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.

Обработка 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 вычисляет 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 на схему 24 оценки коэффициента.

На этапе S13, схема 23 вычисления величины характеристики вычисляет величину характеристики для каждого из временных фреймов, как для фрейма постоянного времени, в котором мощность подполосы высокочастотной полосы вычисляют 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 вычисляют, как величину характеристики, и будет описано, что четыре значения мощности подполосы и глубину низкочастотной полосы вычисляют в схеме 23 вычисления величины характеристики устройства 20 изучения коэффициента аналогичным образом.

Таким образом, схема 23 вычисления величины характеристики вычисляет 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 вычисляет глубину из сигнала инструкции полосы расширения, и вычисляет 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, на 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 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 вычисляют 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 вычисляет 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 вычислена, 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 вычислять (изучать коэффициент при тех же условиях, что и в отношении величины характеристики, временных фреймов и функции, используемой в случае, когда вычисляют 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, на схему 38 мультиплексирования и на схему 39 декодирования низкочастотной полосы.

Схема 33 разделения подполос равномерно разделяет входной сигнал, и сигнал низкочастотной полосы фильтра 31 низкой частоты на множество сигналов подполос, имеющих заданную ширину полосы, и подает разделенные сигналы на 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, на 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 на схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Схема 34 вычисления величины характеристики вычисляет 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 вычисленные величины характеристики на 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 вычисляет 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 вычисленное значение разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

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

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

Схема 39 декодирования низкочастотной полосы соответствующим образом декодирует кодированные данные низкочастотной полосы от схемы 32 кодирования низкочастотной полосы и подает декодированные данные, полученные из этого результата, на схему 33 разделения подполос и на 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, на 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 от фильтра 31 низкой частоты и подает кодированные данные низкочастотной полосы, полученные из результата, на 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, на 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 на схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S114 схема 34 вычисления величины характеристики вычисляет одну или больше величин характеристики, используя, по меньшей мере, любой один из множества сигналов подполосы сигнала подполосы низкочастотной полосы схемы 33 разделения подполос и сигнала низкочастотной полосы фильтра 31 низкой частоты, и подает вычисленные величины характеристики на 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 схемы 34 вычисления величины характеристики и подает сформированное значение псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на 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 вычисляет разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на основе сигнала подполосы высокочастотной полосы схемы 33 разделения подполос и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы и подает вычисленную разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет 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 вычисления 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 вычисляет 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 от 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

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

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, вычисленную схемой 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, подают на схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

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

В частности, схема 37 кодирования высокочастотной полосы определяет вектор, полученный при формировании из разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы 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, на схему 38 мультиплексирования.

На этапе S118, схема 38 мультиплексирования умножает кодированные данные низкочастотной полосы, выводимые схемой 32 кодирования низкочастотной полосы, и кодированные данные высокочастотной полосы, выводимые схемой 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, вычисляют 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 от схемы 32 кодирования низкочастотной полосы на схему 33 разделения подполос, и схему 34 вычисления величины характеристики, если существует запас по величине характеристики. При обработке декодирования, выполняемой декодером, вычисляют 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 на схему 42 декодирования низкочастотной полосы, и подает кодированные данные высокочастотной полосы на 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) на 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) на схему 44 вычисления величины характеристики и на схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы.

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

Схема 45 декодированной высокочастотной полосы декодирует кодированные данные высокочастотной полосы 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 вычисляет 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 от 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 на схему 48 синтезирования.

Схема 48 синтезирования 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.

Обработка 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 на схему 42 декодирования низкочастотной полосы и подает кодированные данные высокочастотной полосы на 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 синтезирования.

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

На этапе S134, схема 44 вычисления величины характеристики вычисляет 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 на 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, подготовленный для каждого заданного id (индекса), используя id разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, полученный из результата, на схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S136, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы вычисляет 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 схемы 45 декодирования высокочастотной полосы и подает мощность на 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 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 синтезирования синтезирует декодированный сигнал низкочастотной полосы из схемы 42 декодирования низкочастотной полосы и декодированный сигнал высокочастотной полосы от 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 вычисления 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, соответствующей 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 вычисленный 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 на 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, вычисленную при вычислении разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, подают на 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, вычисляет представительный вектор в каждом кластере.

Схема 57 оценки коэффициента вычисляет 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 вычисляет представительный вектор для каждого кластера. В качестве примера способа разделения на кластеры, например, применяется способ разделения на кластеры по к 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 к 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 вычисления 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 на декодер 40, и при этом возможно воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий высокое качество.

Кроме того, что касается кодирования и декодирования сигнала, данные коэффициента для вычисления 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 вычисления, 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 от кодера 30 на 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 элементы, соответствующие элементам 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 вычисляет мощность подполосы низкочастотной полосы, как величину характеристики, используя сигнал подполосы низкочастотной полосы, подаваемый схемой 33 разделения подполос, и подает на 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 вычисляют 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 вычисляет псевдомощность подполосы высокочастотной полосы для каждой подполосы на стороне высокочастотной полосы, используя коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и величину характеристики от схемы 34 вычисления величины характеристики для каждого записанного коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и подает мощность подполосы на 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 схемой 33 разделения подполос, с псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы от 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, на 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.

Обработка 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 вычисляет величину характеристики, используя сигнал подполосы низкочастотной полосы от схемы 33 разделения подполос и подает величину характеристики на схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

В частности, схема 34 вычисления величины характеристики вычисляет, 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 вычисляют, путем оцифровки среднеквадратичного значения для значения дискретизации каждой дискретизации сигнала подполосы низкочастотной полосы, составляющего фреймы J.

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

Например, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы заранее вычисляет 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 величину 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 вычисляют 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 вычисление 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 вычисляют для каждого из К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S186, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на основе сигнала подполосы высокочастотной полосы из схемы 33 разделения подполос, и псевдомощности подполосы высокочастотной полосы от 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 вычисляет мощность power (ib, J) подполосы высокочастотной полосы во фреймах J в отношении сигнала подполосы высокочастотной полосы от 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 вычисляет 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 вычисляет следующее Уравнение (15) для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы и вычисляет сумму квадратов разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Уравнение 15

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

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) вычисляют в отношении количества K каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Сумма квадратов для разности E (J, id), полученная выше, представляет аналогичную степень мощности подполосы высокочастотной полосы, вычисленную из фактического сигнала высокочастотной полосы и псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, вычисленную 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 K сумм квадратов для разности E (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 от схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и подает полученные кодированные данные высокочастотной полосы на 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 схемой 32 кодирования низкочастотной полосы, и кодированные данные высокочастотной полосы, подаваемые схемой 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 от схемы 42 декодирования низкочастотной полосы подают на 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 схемой 41 демультиплексирования, и подает полученный в результате коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, на схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

Обработка 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 кодером 30, подают, как строку входного кода, на 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 вычисляют величину характеристики, используя декодированный сигнал подполосы низкочастотной полосы, из схемы 43 разделения подполос, и подает на схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы. Подробнее схема 44 вычисления величины характеристики вычисляют величину характеристики для мощности power (ib, J) подполосы низкочастотной полосы для фреймов J (but, 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 схемой 41 демультиплексирования, и подает полученный в результате коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, обозначенный индексом коэффициента, на 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 в 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 вычисляет декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы на основе величины характеристики, подаваемой схемой 44 вычисления величины характеристики, и декодирует коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемый схемой 45 декодирования высокочастотной полосы, и подает ее на 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 вычисляет 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 схемой 43 разделения подполос, и декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемой схемой 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 вычисляет мощность подполосы низкочастотной полосы в отношении каждой подполосы на стороне низкочастотной полосы. Кроме того, схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы вычисляет 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 низкочастотной 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 вычисляют коэффициент усиления в соответствии с ее степенью мощности. Кроме того, вычисленный 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. Схема 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы подает полученный декодированный сигнал высокочастотной полосы на схему 48 синтеза, и обработка переходит с этапа S217 на этап S218 и затем обработка декодирования заканчивается.

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

Как описано выше, поскольку декодер 40 получил индекс коэффициента кодированных данных высокочастотной полосы, полученных в результате демультиплексирования входной строки кода, и вычисляет декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы с использованием 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

Обработка 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, вычисленную 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 вычисления 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, указывающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий сумме квадрата для разности, на схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

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

На этапе S248, схема 37 кодирования высокочастотной полосы кодирует индекс коэффициента и разность псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемую схемой 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, и подает кодированные данные высокочастотной полосы, полученные из результата, на 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, на 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 схемой 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, на схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S276 схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы на основе величины характеристики, подаваемой схемой 44 вычисления величины характеристики, и коэффициент 216 оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, подаваемый схемой 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, переданной на схему 45 декодирования высокочастотной полосы, к декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, и подает результат суммирования, как окончательную декодированную мощность подполосы высокочастотной полосы, на 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 вычисленной 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 на 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 вычисляет 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 вычисляют для каждого количества К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

На этапе S306, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет 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 вычисляет 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 схемой 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 вычисляет следующее Уравнение (16) и вычисляет остаточный квадрат среднеквадратичного значения Res_std (id, J).

Уравнение 16

$$\mathrm{Re}{s}_{std}\left(id,J\right)={\displaystyle \sum _{ib=sb+1}^{eb}{\left\{power\left(ib,J\right)-powe{r}_{ers}\left(ib,id,J\right)\right\}}^2}\dots \left(16\right)$$

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 вычисляет следующее Уравнение (17) и вычисляет остаточное максимальное значение Res_max (id, J).

Уравнение 17

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

Кроме того, в Уравнении (17), max_ib {|power (ib, J)-power_est (ib, id, J)|} 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 вычисляет следующее Уравнение (18) и вычисляет остаточное среднее значение Res_ave (id, J).

Уравнение 18

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

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 вычисляют следующее Уравнение (19) и вычисляют окончательное значение оценки Res (id, J).

Уравнение 19

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

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 вычисляет значение Res (id, J) оценки для каждого числа K коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, то есть, числа K 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, вычисленной из фактического сигнала высокочастотной полосы, и псевдомощностью подполосы высокочастотной полосы, вычисленной 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, указывающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий значению оценки, в схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Если индекс коэффициента выводят на 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, вычисленное 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 вычисляет 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 во 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 вычисляет вначале следующее Уравнение (20) и затем получает оценку остаточного среднеквадратичного значения ResP_std (id, J).

Уравнение 20

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

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 вычисляет следующее Уравнение (21) и вычисляет оценку остаточного максимального значения ResP_max (id, J).

Уравнение 21

$$\begin{array}{c}\mathrm{Re}s{P}_{std}\left(id,J\right)={\max }_{ib}\{|powe{r}_{est}\left(ib,i{d}_{selected}\left(J-1\right),J-1\right)\\ -powe{r}_{est}{\left(ib,id,J\right)|\}}^{}\end{array}\dots \left(21\right)$$

Кроме того, в Уравнении (21), max_ib {|power_est (ib, id_selected (J-1), J-1)-power_est (ib, id, J)|} обозначает максимальное абсолютное значение разности 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. 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 вычисляют следующее Уравнение (22) и вычисляют оценку остаточного среднего значения ResP_ave (id, J).

Уравнение 22

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

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 вычисляют следующее Уравнение (23) и вычисляют среднее значение ResP (id, J).

Уравнение 23

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

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 вычисляют 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 вычисляют Уравнение (24) и вычисляет окончательное значение оценки Res_all (id, J).

Уравнение 24

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

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

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

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

Уравнение 26

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

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 вычисляет 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, указывающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующий этому значению оценки, на 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 более низкочастотной 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 вычисляют значение оценки в отношении каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, вес может быть установлен для подполосы на стороне более низкочастотной 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 вычисляет оценочное значение ResW_band (id, J) используя текущий фрейм J, предназначенный для обработки, для каждого числа K коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

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

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

Уравнение 27

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

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_std W_band (id, J).

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

Уравнение 28

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

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет остаточное максимальное значение Res_max W_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_mах W_bаnd (id, J) разности остаточной ошибки.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет среднее значение Res_ave W_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 Wband (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 вычисляет 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_ave), 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 вычисляют 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 вычисляет 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 вычисляют 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 вычисляет 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_seleсted (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_mах W_bаnd ошибки (id, J) остаточной ошибки.

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляют оценку среднего значения ResP_avе W_bаnd (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 Wb and (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_avе W_band (id, J).

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы получает сумму оценки среднеквадратичного значения R_esP_std W_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_aveWb_and (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 вычисления конечного значения Res_allW_band (id, J) оценки Это значение Res_allW_band (id, J) оценки вычисляют для каждого из количества K 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 K 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 вычисляет значение ResW_power (id, J) оценки, используя текущий фрейм J, предназначенный для обработки, для числа K коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет 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 схемой 33 разделения подполос.

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

Уравнение 29

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

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

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

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет максимальное значение Res_mахW_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_mахW_power(id, J) остаточной ошибки.

Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет 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 вычисляет 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 вычисляет 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 вычисляют 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 высокочастотной стороне, 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 вычисляет 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_mах W_power (id, J) остаточной ошибки.

Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет оценку среднего значения ResP_avе W_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_std W_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_ave W_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 со значением ResPW_power (id, J) оценки, на которое умножают вес W_p (J) по Уравнению (25), для вычисления конечного значения Res_allW_power (id, J) оценки. Значение Res_allW_power (id, J) оценки вычисляют для каждого числа K 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 K 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 ResW_power (id, J) оценки.

6. Шестой вариант осуществления

Конфигурация устройства изучения коэффициента

В частности, набор из коэффициента А_ib (kb), как коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, и коэффициента В_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 сигналы на схему 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 на 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 вычисляет мощность подполосы высокочастотной полосы каждого сигнала подполосы высокочастотной полосы, подаваемого схемой 91 разделения подполос, и подает его на схему 94 оценки коэффициента. Схема 93 вычисления величины характеристики вычисляет мощность подполосы низкочастотной полосы, как величину характеристики, мощность подполосы низкочастотной полосы, на основе каждого из сигнала подполосы низкочастотной полосы, подаваемого схемой 91 разделения подполос, и подает его на схему 94 оценки коэффициента.

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

Описание обработки 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, на схему 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы и подает сигнал подполосы низкочастотной полосы из подполосы, индекс которой составляет от sb-3 до sb, на схему 93 вычисления величины характеристики.

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

На этапе S433, схема 93 вычисления величины характеристики вычисляет мощность подполосы низкочастотной полосы, как величину характеристики, выполняя операцию по Уравнению (1), описанному выше в отношении каждого сигнала подполосы низкочастотной полосы, подаваемого схемой 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 на схему 94 оценки коэффициента в отношении каждого фрейма множества сигналов широкополосной инструкции.

На этапе S434, схема 94 оценки коэффициента вычисляет коэффициент А_ib (kb) и коэффициент В_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 от схемы 93 вычисления величины характеристики, представляет собой пояснительную переменную, и мощность подполосы высокочастотной полосы, подаваемая схемой 92 вычисления мощности подполосы высокочастотной полосы, представляет собой поясняемую 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 на устройство 81 изучения коэффициента.

На этапе S435, схема 94 оценки коэффициента получает остаточный вектор каждого фрейма сигнала широкополосной инструкции, используя коэффициент А_ib, (kb) и коэффициент (В_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 В_ib, умноженный на мощности высокочастотной 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 вычисляют в отношении фрейма, составляющего сигнал широкополосной инструкции, подаваемый на 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 к состояниям и т.п.

Например, средняя огибающая частоты всего фрейма, полученная при выполнении оценки мощности подполосы высокочастотной полосы, используя коэффициент А_ib (kb) и коэффициент В_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 вычисляют, используя коэффициент А_ib (kb) и коэффициент В_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 вычисляет А_ib (kb), и коэффициент В_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 объясняемую переменную, и выполняют регрессионный анализ, используя способ наименьших квадратов. В соответствии с этим, коэффициент А_ib (kb) и коэффициент В_ib получают для каждой подполосы ib.

На этапе S440, схема 94 оценки коэффициента получает остаточный вектор, используя коэффициент A_ib, (kb) и коэффициент В_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 к 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 А_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 А_ib, полученного на этапе S439, устанавливают как коэффициент В_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 вычисляют коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы.

В отличие от этого, на этапе S444, если определяют, что требуется обработка всего кластера, поскольку вычисляют 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 на декодер 40 и, таким образом, обработка изучения коэффициента заканчивается.

Например, среди коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокочастотной полосы, выводимых на декодер 40, существует множество коэффициентов А_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 А_ib, (kb) для коэффициента А_ib (kb), общего для него, и соответствует коэффициенту В_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 А_ib (kb), и соответствующий индекс коэффициента, и индекс (указатель) линейной корреляции, и коэффициент В_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 В_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 при том, 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, требуемую 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

Оптимальное взаимное использование таблицы для каждой частоты дискретизации, в частности, в случае, когда поступают сигналы, в которых изменяется частота дискретизации входного сигнала, пока таблицы коэффициентов для оценки огибающих высокочастотной полосы не будут отдельно приготовлены для соответствующих частот дискретизации, соответствующая оценка не может быть выполнена. Поэтому, существует случай, в котором размер таблицы увеличивается.

В соответствии с этим, когда огибающие высокочастотной полосы оценивают для входного сигнала, в котором изменяется частота дискретизации, делая выделенные полосы частот пояснительных переменных и пояснявшихся переменных одинаковыми до и после изменения частоты дискретизации, таблицы коэффициентов для оценки можно совместно использовать до и после изменения частоты дискретизации.

Таким образом, пояснительные переменные и поясняемые переменные устанавливают на значения мощности множества сигналов подполос, которые получают, путем разделения входного сигнала через фильтр разделения полосы пропускания. Значения мощности множества сигналов, которые получают путем вывода описанных выше значений через банк, такие как фильтр полосы пропускания, имеющий более высокое разрешение или QMF, могут быть усреднены (рассчитаны совместно) по оси частот.

Например, обеспечивают пропуск входного сигнала через банк фильтров QMF, имеющий 64 полосы, значения мощности 64 сигналов усредняют на основе четырех полос, и, в результате, получают в сумме 16 значений мощности подполосы (см. фиг.30).

В то же время, предполагается, что частота дискретизации после расширения полосы пропускания, например, удваивается. В этом случае, вначале предполагается, что входной сигнал, Х2 устройства расширения полосы частот представляет собой сигнал, включающий в себя компоненты частоты, имеющие частоту дискретизации, которая в два раза превышает частоту дискретизации оригинального входного сигнала X1. Таким образом, частота дискретизации входного сигнала Х2 в два раза превышает частоту дискретизации оригинального входного сигнала X1. Когда входной сигнал Х2 пропускают через фильтр QMF, имеющий 64 полосы, полоса пропускания 64 сигналов на выходе становится удвоенной по сравнению с оригинальной. Поэтому, средние количества полос 64 сигналов соответственно умножают на половину (=2), и, таким образом, получают значения мощности подполос. В это время выделенная полоса, в которой индекс мощности подполосы, формируемой из X1, равен sb+i, и выделенная полоса, в которой индекс мощности подполосы, сформированный из Х2, равен sb+i, являются одинаковыми (см. фиг.30 и фиг.31). В этом случае, i=-sb+1, …,-1, 0, …, eb1. Кроме того, eb1 представляет eb до изменения частоты дискретизации после расширения полосы. Кроме того, когда eb в случае, когда частота дискретизации после расширения полосы удваивается, представлен как еb2, еb2, составляет удвоенное значение eb.

Таким образом, делая выделенные полосы пропускания соответствующих значений мощности подполосы пояснительных переменных и пояснявшихся переменных одинаковыми до и после изменения частоты дискретизации после расширения полосы, можно идеально устранить эффект изменения частоты дискретизации после расширения полосы для пояснительных переменных и пояснявшихся переменных. В результате, даже когда частота дискретизации после расширения полосы изменяется, соответствующая оценка огибающей высокочастотной полосы может быть соответствующим образом получена, используя ту же таблицу коэффициента.

В этом случае, для оценки мощности высокочастотной полосы от sb+1 до eb1 (=eb2/2), можно использовать ту же таблицу коэффициента, что и оригинальная таблица. С другой стороны, для оценки мощности подполосы от еb2/2+1 до еb2, коэффициенты могут быть получены заранее, или могут использоваться коэффициенты, используемые для оценки ebl, (=еb2/2) без какого-либо изменения.

Посредством обобщения, когда частота дискретизации после расширения полосы умножается на R, количество полос во время усреднения значений мощности выходного сигнала QMF умножается на 1/R, и, таким образом, выделенные полосы соответствующих подполос могут быть сделаны одинаковыми до и после умножения частоты дискретизации на R. В результате, таблица коэффициентов может совместно использоваться до и после умножения на R частоты дискретизации после расширения полосы, и, таким образом, размер таблицы коэффициента становится меньше, чем в случае отдельного сохранения таблиц коэффициентов.

Далее для случая, когда частота дискретизации после расширения полосы удваивается, будет описан конкретный пример обработки.

Например, как представлено с верхней стороны на фиг.32, когда выполняют кодирование и декодирование входного сигнала X1, компоненты, приблизительно вплоть до 5 кГц устанавливают, как компоненты низкочастотной полосы, и компоненты приблизительно от 5 кГц до 10 кГц устанавливают, как компоненты высокочастотной полосы. Кроме того, на фиг.32, иллюстрируются соответствующие частотные компоненты входного сигнала. Кроме того, на чертеже, по горизонтальной оси представлена частота, и на вертикальной оси представлена мощность.

В этом примере сигналы подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос для компонентов высокочастотной полосы приблизительно от 5 кГц до 10 кГц входного сигнала X1 оценивают, используя коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы.

С другой стороны, для улучшения качества звука, входной сигнал Х2, имеющий частоту дискретизации, которая в два раза больше, чем частота дискретизации входного сигнала X1, используется, как входной, таким образом, что частота дискретизации после расширения полосы удваивается. Как показано с нижней стороны на чертеже, входной сигнал Х2 включает в себя компоненты приблизительно вплоть до 20 кГц.

Поэтому, когда выполняют кодирование и декодирование входного сигнала Х2, компоненты приблизительно вплоть до 5 кГц, устанавливают, как компоненты низкочастотной полосы, и компоненты приблизительно от 5 кГц до 20 кГц устанавливают, как компоненты высокочастотной полосы. Таким образом, когда частота дискретизации после расширения полосы удваивается, вся ширина полосы частот входного сигнала Х2 представляет собой удвоенное значение по ширине полосы частот оригинального входного сигнала X1.

Здесь, например, как показано с верхней стороны на фиг.33, входной сигнал X1 разделяют на заданное количество подполос, и сигналы подполосы высокочастотной полосы (eb1-sb) для подполосы, составляющей компоненты высокочастотной полосы приблизительно от 5 кГц до 10 кГц, оценивают, используя коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы.

Здесь, на фиг.33 иллюстрируются соответствующие компоненты частоты входных сигналов. Кроме того, на чертеже, по горизонтальной оси представлена частота, и по вертикальной оси представлена мощность. Кроме того, на чертеже, линии в вертикальном направлении обозначают положения границы подполос.

Аналогично, когда входной сигнал Х2 разделяют на то же количество подполос, как и для входного сигнала X1, вся полоса пропускания входного сигнала Х2 составляет удвоенное количество всей полосы пропускания входного сигнала X1. Поэтому, полоса пропускания соответствующих подполос входного сигнала Х2 составляет удвоенное количество полос пропускания входного сигнала X1.

Таким образом, даже когда коэффициенты А_ib (kb) и В_ib используются, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, для оценки полос высокочастотной полосы входного сигнала X1, сигналы подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос высокочастотных полос входного сигнала Х2 не могут быть соответственно получены.

Это связано с тем, что полосы пропускания соответствующих подполос отличаются и выделенные полосы коэффициентов А_ib (kb) и В_ib, используемые для оценки подполос на стороне высокочастотной полосы, изменяются. Таким образом, коэффициенты А_ib (kb) и В_ib приготавливают для каждой подполосы высокочастотной полосы, и оцениваемые подполосы сигналов подполосы высокочастотной полосы для входного сигнала Х2 и подполосы коэффициентов, используемых для оценки сигнала подполосы высокочастотной полосы, являются разными.

Более конкретно, подполосы пояснявшихся переменных (компоненты высокочастотной полосы) и пояснительных переменные (компоненты низкочастотной полосы, для получения коэффициентов А_ib (kb) и В_ib; и подполосы на стороне высокочастотной полосы входного сигнала Х2, которые фактически оценивают, используя эти коэффициенты, и подполосы на стороне низкочастотной полосы, используемой для описанной выше оценки, отличаются друг от друга.

Как представлено с нижней стороны на чертеже, когда входной сигнал Х2 разделяют на подполосы, количество которых составляет удвоенное количество разделенных подполос входного сигнала X1, полосы пропускания соответствующих подполос и полосы соответствующих подполос могут быть сделаны такими же, как и у соответствующих подполос входного сигнала X1.

Например, предполагается, что подполосы высокочастотной полосы от sb+1 до eb1 входного сигнала X1 оценивают из компонентов подполос от sb-3 до sb на стороне низкочастотной полосы, и по коэффициентам A_ib (kb) и В_ib, соответствующих подполос высокочастотной полосы.

В этом случае, когда входной сигнал Х2 разделяют на подполосы, количество которых в два раза больше количества подполос входного сигнала X1, компоненты высокочастотной полосы могут быть оценены с использованием тех же компонентов низкочастотной полосы и коэффициентов, как и в случае входного сигнала X1 в отношении подполос высокочастотной полосы от sb+1 до eb1 входного сигнала Х2. Таким образом, компоненты подполос высокочастотной полосы от sb+1 до eb1 входного сигнала Х2 могут быть оценены по компонентам подполос от sb-3 до sb на стороне низкочастотной полосы и коэффициентам A_ib (kb) и В_ib соответствующих подполос высокочастотной полосы.

Однако во входном сигнале X1, в отношении подполос от eb1+1 до еb2, имеющих частоту, которая выше, чем у подполосы eb1, компоненты высокочастотной полосы не оценивают. Поэтому, что касается подполосы в подполосах высокочастотной полосы от eb1+1 до еb2 входного сигнала Х2, отсутствуют коэффициенты A_ib (kb) и В_ib, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, и компоненты подполос не могут быть оценены.

В этом случае, для входного сигнала Х2 должны быть подготовлены только коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, включающие в себя коэффициенты соответствующих подполос для подполос от sb+1 до еb2. Однако коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы записаны для соответствующих частот дискретизации входного сигнала, при этом увеличивается размер области записи коэффициентов оценки мощности подполосы частоты.

Поэтому, когда входной сигнал Х2 вводят таким образом, что частота дискретизации после расширения полосы, удваивается, выполняют расширение коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы, используемых для входного сигнала X1, для получения недостающих коэффициентов подполос. В результате, компоненты высокочастотной полосы могут быть оценены более просто и соответственно. Таким образом, независимо от частоты дискретизации входного сигнала, одни и те же коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы могут совместно использоваться, и может быть уменьшен размер области записи коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы.

Здесь будет описано расширение коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы.

Компоненты высокочастотной полосы входного сигнала X1 состоят из (eb1-sb) подполос для подполос от sb+1 до eb1. Поэтому, для получения декодированного сигнала высокочастотной полосы, включающего в себя сигналы подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос, необходим набор коэффициентов, которые иллюстрируются, например, наверху фиг.34.

Таким образом, наверху фиг.34, коэффициенты от A_sb+1 (sb-3) до A_sb+1 (sb) в самом верхнем ряду представляют собой коэффициенты, которые должны быть умножены на соответствующие значения мощности подполосы низкочастотной полосы для подполос от sb-3 до sb на низкочастотной стороне, для того, чтобы получить мощность декодирования подполосы высокочастотной полосы для подполосы sb+1. Кроме того, коэффициент B_sb+1 в самом верхнем ряду чертежа представляет собой постоянный член линейной комбинации значений мощности подполосы низкочастотной полосы для получения мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы для подполосы sb+1.

Аналогично, с верхней стороны чертежа, коэффициенты от А_eb1 (sb-3) до А_eb1 (sb) в самом нижнем ряду представляют собой коэффициенты, которые должны быть умножены на соответствующие значения мощности подполосы низкочастотной полосы для подполос от sb-3 до sb на низкочастотной стороне, для получения мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы для подполосы eb1. Кроме того, коэффициент В_eb1 в самом нижнем ряду на чертеже представляет собой постоянный член линейной комбинации значений мощности подполосы низкочастотной полосы, для получения мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы для подполосы eb1.

Таким образом, в кодере и декодере, 5×(eb1-sb) наборов коэффициентов записывают заранее, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, которые обозначены одним индексом коэффициента. Ниже эти 5×(eb1-sb) наборов коэффициентов, в качестве коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы будут называться таблицами коэффициентов.

Например, при выполнении дискретизации с повышением частоты входного сигнала таким образом, что частота дискретизации удваивается, компоненты высокочастотной полосы разделяют на eb2- sb подполос для подполос от sb+1 до подполос еb2. Поэтому, в таблице коэффициентов, которая представлена с верхней стороны на фиг.34, отсутствуют коэффициенты, и, таким образом, декодированный сигнал высокочастотной полосы не может быть соответствующим образом получен.

Поэтому, как представлено с нижней стороны чертежа, таблицу коэффициентов расширяют. В частности, коэффициенты от А_eb1 (sb-3) до А_eb1 (sb) и коэффициент В_eb1 для подполосы eb1, в качестве коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, используют, как коэффициенты подполос от eb1+1 до еb2 без какого-либо изменения.

Таким образом, в таблице коэффициентов коэффициенты от А_eb1 (sb-3) до А_eb1 (sb) и коэффициент В_eb1 для подполосы eb1 дублируют и используют, как коэффициенты от A_eb1+1 (sb-3) до А_eb1+1 (sb) и коэффициент В_eb1+1 для подполосы eb1+1, без какого-либо изменения. Аналогично, в таблице коэффициентов, коэффициенты подполосы eb1 дублируют и используют, в качестве соответствующих коэффициентов подполосы от eb1+2 до еb2 без каких-либо изменений.

Таким образом, когда расширяют таблицу коэффициентов, коэффициенты А_ib (kb) и В_ib подполосы, имеющей наибольшую частоту в таблице коэффициентов, используют вместо отсутствующих коэффициентов подполосы без какого-либо изменения.

Кроме того, даже когда точность оценки компонентов подполос, имеющих высокую частоту для компонентов высокочастотной полосы, таких как подполоса eb1+1 или еb2, в некоторой степени ухудшается, ухудшения отсутствуют при восприятии на слух во время воспроизведения выходного сигнала, включающего в себя декодированные сигналы высокочастотной полосы и декодированный сигналы низкочастотной полосы.

Пример функциональной конфигурации кодера Когда частоту дискретизации после расширения полосы изменяют, как описано выше, кодер конфигурируют, как представлено, например, на фиг.35. На фиг.35 одинаковыми номерами ссылочных позиций обозначены элементы, соответствующие представленным для случая, показанного на фиг.18, и их описание здесь, соответственно, исключено.

Кодер 111 на фиг.35 отличается от кодера 30 на фиг.18 тем, что для кодера 111 вновь предоставлен модуль 121 преобразования частоты дискретизации, и что в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы кодера 111 предусмотрен модуль 131 расширения, и в остальном конфигурация является той же.

Модуль 121 преобразования частоты дискретизации преобразует частоту дискретизации подаваемого сигнала таким образом, что входной сигнал преобразуется в сигнал, имеющий требуемую частоту дискретизации, и подает сигнал на фильтр 31 низких частот и на схему 33 разделения подполос.

Модуль 131 расширения расширяет таблицу коэффициента, которая записана схемой 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы так, чтобы она соответствовала количеству подполос, на которые разделяют компоненты высокочастотной полосы входного сигнала. В случае необходимости, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет значения псевдомощность подполосы высокочастотной полосы, используя таблицу коэффициентов, расширенную модулем 131 расширения.

Описание процессов кодирования

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.36, будут описаны процессы кодирования, выполняемые кодером 111.

На этапе S471, модуль 121 преобразования частоты дискретизации преобразует частоту дискретизации подаваемого входного сигнала и подает этот сигнал на фильтр 31 низких частот и на схему 33 разделения подполос.

Например, модуль 121 преобразования частоты дискретизации преобразует частоту дискретизации входного сигнала таким образом, что частота дискретизации входного сигнала преобразуется в требуемую частоту дискретизации, указанную пользователем и т.п. Таким образом, частота дискретизации входного сигнала преобразуется в частоту дискретизации, которая задана пользователем, и, в результате, может быть улучшено качество звука.

Когда преобразуют частоту дискретизации входного сигнала, выполняют процессы на этапе S472 и на этапе S473. Однако, поскольку эти процессы являются теми же, что и на этапе S181 и этапе S182 на фиг.19, их описание исключено.

На этапе S474, схема 33 разделения подполос в равной степени разделяет входной сигнал и сигналы низкочастотной полосы на множество сигналов подполос, имеющих требуемую полосу пропускания.

Например, предполагается, что в модуле 121 преобразования частоты дискретизации, частоту дискретизации после расширения полосы преобразуют так, чтобы она составляла N раз исходной частоты дискретизации. В этом случае, схема 33 разделения подполос разделяет входной сигнал, подаваемый от модуля 121 преобразования частоты дискретизации, на сигналы подполосы соответствующих подполос таким образом, что частота дискретизации составляет N частот дискретизации для случая, когда частота дискретизации после расширения полосы не изменяется.

Кроме того, схема 33 разделения подполос подает сигналы соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы среди сигналов подполосы, полученных путем разделения полосы входного сигнала, на схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, как сигналы подполосы высокочастотной полосы. Например, сигналы подполосы соответствующих подполос (от подполосы sb+1 до подполос Nxeb1), имеющих заданную или более высокую частоту, устанавливают, как сигналы подполосы высокочастотной полосы.

В результате такого разделения полосы, компоненты высокочастотной полосы входного сигнала разделяют на сигналы подполосы высокочастотной полосы, из которых подполосы представляют собой полосы, имеющие такие же полосы пропускания и положения, как и у подполос соответствующих коэффициентов, составляющих коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы. Таким образом, подполосы соответствующих сигналов подполосы высокочастотной полосы являются такими же, как и подполосы сигналов подполосы высокочастотной полосы, как пояснявшиеся переменные, используемые для изучения коэффициентов подполос, соответствующих таблице коэффициентов.

Кроме того, схема 33 разделения подполос разделяет сигналы низкочастотной полосы, подаваемые из фильтра 31 низкой частоты, на сигналы подполосы низкочастотной полосы соответствующих подполос таким образом, что количество подполос, составляющих полосы низкой частоты, является таким же, как и количество подполос в случае, когда частота дискретизации после расширения полосы не меняется. Схема 33 разделения подполос подает сигналы подполосы низкочастотной полосы, полученные в результате разделения полосы, на схему 34 вычисления величины характеристики.

В этом случае, сигналы низкочастотной полосы, включенные во входной сигнал, представляют собой сигналы соответствующих полос (подполос) вплоть до требуемой частоты (например, 5 кГц) входного сигнала. Поэтому, независимо от того, изменяется или нет частота дискретизации после расширения полосы, вся полоса пропускания сигналов низкочастотной полосы может быть такой же. Поэтому, в схеме 33 разделения подполос, независимо от частоты дискретизации входного сигнала, сигналы низкочастотной полосы разделяют на одинаковое количество подразделений.

На этапе S475, схема 34 вычисления величины характеристики вычисляет величины характеристик, используя сигналы подполос низкочастотной полосы, вводимые схемой 33 разделения подполос, предназначенные для подачи в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы. В частности, схема 34 вычисления величины характеристики выполняет вычисления в соответствии с описанным выше выражением (1), и получает значения мощности (ib, J) подполосы низкочастотной полосы для кадров J (где 0≤J), в качестве величины характеристики в отношении соответствующих подполос ib на стороне низкочастотной полосы (в которой, sb-3≤ib≤sb).

На этапе S476, модуль 131 расширения расширяет таблицу коэффициентов, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, которые записаны схемой 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, так, чтобы они соответствовали количеству подполос высокочастотной полосы входного сигнала.

Например, предполагается, что, когда частота дискретизации после расширения полосы не меняется, компоненты высокочастотной полосы входного сигнала разделяют на сигналы подполосы высокочастотной полосы для (eb1-sb) подполос для подполос от sb+1 до eb1. Кроме того, предполагается, что таблицу коэффициентов, имеющую коэффициенты А_ib (kb) и В_ib для (eb1-sb) подполос таких, как подполосы от sb+1 до eb1, записывают в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы.

Кроме того, например, предполагается, что частота дискретизации входного сигнала преобразуется таким образом, что частота дискретизации после расширения полосы умножается на N (где 1≤N). В этом случае, модуль 131 расширения дублирует коэффициенты А_ib (kb) и В_ib подполосы eb1, включенные на таблицу коэффициентов, и устанавливает дублированные коэффициенты, как коэффициенты соответствующих подполос для подполос от eb1+1 до подполос Nxeb1. В результате, получают таблицу коэффициента, имеющую коэффициенты А_ib (kb) и В_ib для (Nxeb1-sb) подполос.

Кроме того, расширение таблицы коэффициента не ограничено примером дублирования коэффициентов A_ib (kb) и В_ib подполос, имеющих наибольшую частоту, и установкой дублированных коэффициентов и установкой коэффициентов, в качестве других коэффициентов подполос. Коэффициенты некоторых подполос таблицы коэффициента могут быть дублированы и установлены, как коэффициенты подполос, которые должны быть вычислены (которые отсутствуют). Кроме того, коэффициенты, предназначенные для дублирования, не ограничиваются коэффициентами одной подполосы. Коэффициенты из множества подполос могут быть дублированы и, соответственно, установлены, как коэффициенты для множества подполос, которые должны быть расширены, или коэффициенты для множества подполос, которые должны быть расширены, могут быть рассчитаны из коэффициентов множества подполос.

На этапе S477, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляют значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на основе величин характеристики, подаваемых из схемы 34 вычисления величины характеристики, предназначенной для подачи на схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы.

Например, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выполняет вычисление в соответствии с описанным выше выражением (2), используя таблицу коэффициентов, которая записана, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, и ее расширяют с помощью модуля 131 расширения, и значения мощности подполосы низкочастотной полосы power (kb, J) (в которой sb-3≤kb≤sb); и вычисляет значения псевдомощности power_est (ib, J) подполосы высокочастотной полосы.

Таким образом, значения мощности power (kb, J) подполосы низкочастотной полосы соответствующих подполос на стороне низкочастотной полосы, которые подают, как величины характеристики, умножают на коэффициенты А_ib (kb) для соответствующих подполос, коэффициентов B_ib дополнительно добавляют к суммам значений мощности подполос низкочастотной полосы, которые были умножены на эти коэффициенты, и, таким образом, получают значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы powerest (ib, J). Эти значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляют для соответствующих подполос.

Кроме того, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выполняет псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для соответствующих коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы (таблица коэффициентов), которые записаны заранее. Например, предполагается, что K коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, в которых индекс коэффициента составляет от 1 до К (где 2≤K) подготавливают заранее. Таким образом, для K коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, вычисляют значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос.

После вычисления значений псевдомощности подполосы высокочастотной полосы для соответствующих подполос, выполняют обработку с этапа S478 по этап S481, и процесс кодирования заканчивается. Однако, поскольку эта обработка является такой же, как и на этапе S186 - этапе S189 на фиг.19, ее описание будет исключено.

Кроме того, на этапе S479, для К коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, вычисляют суммы квадратов разностей Е (J, Id). Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы выбирает наименьшую сумму квадратов разностей среди вычисленных К сумм квадратов разностей Е (J, Id) и подает индекс коэффициента, который указывает коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, соответствующие выбранной сумме квадратов разностей, на схему 37 кодирования высокочастотной полосы.

Таким образом, маршрутом вывода кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы, в качестве строки выходного кода, в декодере, который принимает вход в виде строки выходного кода, могут быть получены коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокочастотной полосы, которые оптимальны для процесса расширения диапазона частот. В результате, может быть получен сигнал с более высоким качеством звука.

Кроме того, при изменении количества подполос, на которые разделяют входной сигнал, в соответствии с дискретизацией с повышением частоты входного сигнала и при необходимом расширении таблицы коэффициентов, звук может быть кодирован с меньшим количеством таблиц коэффициентов и большей эффективностью. Кроме того, нет необходимости в том, чтобы таблица коэффициентов была записана для каждой частоты дискретизации входного сигнала и, таким образом, размер области записи таблиц коэффициентов может быть уменьшен.

В примере функциональной конфигурации кодера в соответствии с данным вариантом осуществления, в кодере 111 предусмотрен модуль 121 преобразования частоты дискретизации. Однако модуль 121 преобразования частоты дискретизации не обязательно должен быть предусмотрен, и входной сигнал, включающий в себя компоненты, которые имеют вплоть до такой же частоты, что и требуемая частота дискретизации после расширения полосы, может быть введен в кодер 111.

Кроме того, информация о количестве разделений, указывающая количество разделений полосы (количества подполос) входного сигнала, во время разделения полосы, то есть, информация о количестве разделений, обозначающих, во сколько раз была умножена частота дискретизации входного сигнала, может быть включена в кодированные данные высокочастотной полосы. Кроме того, информация о количестве разделений может быть передана кодером 111 в декодер, как отдельные данные, из выходной строки кода, или информация о количестве разделений может быть получена в декодере заранее.

Пример функциональной конфигурации декодера

Кроме того, декодер, который принимает строку выходного кода, выводимую кодером 111 на фиг.35, в качестве входной строки кода, предназначенной для декодирования, выполнен, как показано, например, на фиг.37. На фиг.37, одинаковыми номерами ссылочных позиций обозначены элементы, соответствующие представленным для случая, показанного на фиг.20, и их описание соответствующим образом будет исключено.

Декодер 161 по фиг.37 является таким же, как и декодер 40 на фиг.20, в том, что предусмотрена схема 41 демультиплексирования для схемы 48 синтеза, но отличается от декодера 40 по фиг.20 тем, что в схеме 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы предусмотрен модуль 171 расширения.

В соответствии с необходимостью, модуль 171 расширения расширяет таблицу коэффициентов, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы, которую подают от схемы 45 декодирования высокочастотной полосы. Схема 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы вычисляет значения мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы, используя таблицу коэффициентов, расширенную в соответствии с необходимостью.

Описание обработки декодирования

Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций по фиг.38, будет описана обработка декодирования, выполняемая декодером 161 по фиг.37. Поскольку обработка на этапе S511 и этапе S512 является той же, что и на этапе S211 и этапе S212 по фиг.21, ее описание будет исключено.

На этапе S513, схема 43 разделения подполос разделяет сигналы декодирования низкочастотной полосы, подаваемые от схемы 42 декодирования низкочастотной полосы, на сигналы декодирования подполосы низкочастотной полосы с заданным количеством подполос, которое определяют заранее, для подачи на схему 44 вычисления величины характеристики и схему 47 формирования декодированного сигнала высокочастотной полосы.

В этом случае, все значения ширины полос сигналов декодирования низкочастотной полосы являются одинаковыми, независимо от частоты дискретизации входного сигнала. Поэтому, в схеме 43 разделения подполос, независимо от частоты дискретизации входного сигнала, сигналы декодирования низкочастотной полосы разделяют на одинаковое количество разделений (количество подполос).

После того, как сигналы декодированной низкочастотной полосы будут разделены на сигналы декодированной подполосы низкочастотной полосы, выполняется обработка на этапе S514 - этапе S515. Однако, поскольку эта обработка является такой же, как и этапе S214 - этапе S215 на фиг.21, ее описание здесь исключено.

На этапе S516, модуль 171 расширения расширяет таблицу коэффициентов, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы, подаваемые схемой 45 декодирования высокочастотной полосы.

В частности, например, предполагается, что в кодере 111 частоту дискретизации входного сигнала преобразуют таким образом, что частота дискретизации после расширения полосы удваивается. Кроме того, предполагается, что в результате такого преобразования частоты дискретизации, схема 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы вычисляет значения мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы для (2xeb1-sb) подполос для подполос от sb+1 до 2xeb1 на стороне высокочастотной полосы. Таким образом, предполагается, что декодированный сигнал высокочастотной полосы включает в себя компоненты (2xeb1-sb) подполос.

Кроме того, предполагается, что таблица коэффициентов, имеющая коэффициенты A_ib (kb) и В_ib для (eb1-sb) подполос из подполос от sb+1 до eb1, записана в схеме 45 декодирования высокочастотной полосы, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы.

В этом случае, модуль 171 расширения дублирует коэффициенты А_ib (kb) и В_ib подполосы eb1, включенные в таблицу коэффициентов, и устанавливает эти дублированные коэффициенты в коэффициенты соответствующих подполос для подполос от eb1+1 до подполос 2xeb1. В результате, получают таблицу коэффициентов, имеющую коэффициенты А_ib (kb) и В_ib для (2xeb1-sb) подполос.

Кроме того, схема 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы определяет соответствующие подполосы для подполос от sb+1 до 2xeb1 таким образом, что соответствующие подполосы для подполос от sb+1 до 2хеb1, каждая имеет одинаковые полосы частот среди соответствующих подполос сигналов подполос высокочастотной полосы, формируемых из схемы 33 разделения подполос кодера 111. Таким образом, полосы частот, включающие в себя соответствующие подполосы на стороне высокочастотной полосы, определяют так, чтобы они соответствовали количеству раз, на которое умножается частота дискретизации входного сигнала. Например, схема 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы получает информацию о номере разделения, включенную в кодированные данные высокочастотной полосы, из схемы 45 декодирования высокочастотной полосы, и, в результате, может быть получена информация, относящаяся к соответствующим подполосам сигналов подполосы высокочастотной полосы, формируемым схемой 33 разделения подполос (информация, относящаяся к частоте дискретизации).

После того, как таблица коэффициента будет расширена, как описано выше, выполняют обработку от этапа S517 до этапа S519, и обработка декодирования заканчивается. Однако, поскольку эта обработка является такой же, как выполняемая от этапа S216 до этапа S218 на фиг.21, ее описание здесь исключено.

Таким образом, в соответствии с декодером 161, индекс коэффициента получают из кодированных данных высокочастотной полосы, полученных в результате демультиплексирования строки входного кода; используя коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы, обозначенные индексом коэффициента, вычисляют значения мощности декодирования подполосы высокочастотной полосы; и, таким образом, может быть улучшена точность оценки значений мощности подполосы высокочастотной полосы. В результате, может быть воспроизведен звуковой сигнал с более высоким качеством.

Кроме того, в декодере 161, таблицу коэффициентов расширяют так, чтобы она соответствовала частоте дискретизации после преобразования частоты дискретизации входного сигнала кодера; и, в результате, звук может быть декодирован с меньшим количеством таблиц коэффициента и более высокой эффективностью. Кроме того, нет необходимости, чтобы таблица коэффициентов была записана для каждой частоты дискретизации, и, таким образом, размер области записи таблиц коэффициентов может быть уменьшен.

Последовательность описанных выше процессов может быть выполнена с использованием аппаратных средств или может быть выполнена с помощью программных средств. Когда последовательность обработка выполняется с помощью программных средств, программу, конфигурирующую это программное средство, устанавливают через носитель записи программы на компьютер, оборудованный специализированными аппаратными средствами или на компьютер, в котором установлены различные программы, для выполнения различных функций, такой как персональный компьютер общего назначения.

На фиг.39 показана блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации аппаратных средств компьютера, который исполняет последовательность описанных выше процессов с помощью программы.

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. С интерфейсом 505 ввода-вывода соединены: модуль 506 ввода, включающий в себя клавиатуру, мышь и микрофон; модуль 507 вывода, включающий в себя устройство отображения и громкоговоритель; модуль 508 хранения, включающий в себя жесткий диск и энергонезависимое запоминающее устройство; модуль 509 связи, включающий в себя сетевой интерфейс; и привод 510, который осуществляет привод съемного носителя 511 информации, такого как магнитный диск, оптический диск, магнитооптический диск или полупроводниковое запоминающее устройство.

В компьютере, выполненном, как описано выше, например, CPU 501 загружает программу, сохраненную в модуле 508 хранения в RAM 503 через интерфейс 505 ввода-вывода и шину 504 для исполнения, выполняя, таким образом, последовательность описанной выше обработки.

Программа, исполняемая компьютером (CPU 501), записана на совокупности носителей или на съемном носителе 511, который включает в себя, например, магнитный диск (включая в себя гибкий диск), оптический диск (например, CD-ROM (постоянное запоминающее устройство на компакт-диске) и DVD (цифровой универсальный диск)), магнитооптический диск и полупроводниковое запоминающее устройство; или передают через проводную или беспроводную среду передачи данных, такую как локальная вычислительная сеть, Интернет или цифровая спутниковая широковещательная передача.

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, программа может быть принята модулем 509 связи через проводную или беспроводную среду передачи и установлена в модуле 508 хранения. Кроме того, программа может быть установлена в ROM 502 или в модуле 508 хранения заранее.

Кроме того, программа, исполняемая компьютером, может представлять собой программу, в которой выполняются процессы во временной последовательности в соответствии с порядком, описанным в данном описании; или может представлять собой программу, в которой процессы выполняются параллельно или в соответствии с необходимостью, например, когда подан запрос.

Представленные здесь варианты осуществления изобретения не ограничиваются описанными выше вариантами осуществления, и различные модификации могут быть выполнены в диапазоне, который не выходит за пределы объема изобретения.

Список номеров ссылочных позиций

10 Устройств расширения полосы частот

11 Фильтр низких частот

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 низких частот

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 синтезирования

50 Устройство изучения коэффициента

51 Фильтр низких частот

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 хранения

109 Модуль связи

110 Привод

111 Съемный носитель

Изобретение относится к обработке сигналов, кодированию и декодированию. Технический результат - возможность воспроизведения музыкального сигнала с лучшим качеством звука за счет расширения полосы частот. Для этого модуль преобразования частоты дискретизации преобразует частоту дискретизации входного сигнала, и схема разделения подполос разделяет входной сигнал после преобразования дискретизации в сигналы подполосы подполос, количество которых соответствует частоте дискретизации. Схема вычисления псевдомощности подполосы высокочастотной полосы вычисляет значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы на основе сигналов низкочастотной полосы входного сигнала и таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос высокочастотной полосы. Схема вычисления разности псевдомощности подполосы высокочастотной полосы сравнивает значения мощности подполосы высокочастотной полосы и значения псевдомощности подполосы высокочастотной полосы друг с другом и выбирает таблицу коэффициентов из множества таблиц коэффициентов. 10 н. и 4 з.п. ф-лы, 39 ил.

1. Устройство обработки сигналов, содержащее:
модуль разделения на подполосы, выполненный с возможностью приема входного сигнала, имеющего произвольную частоту дискретизации, в качестве входа и формирования сигналов подполос низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигналов подполос высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала;
модуль вычисления псевдомощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы, представляющих собой значения оценки мощности сигналов подполос высокочастотной полосы для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполос низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью сравнения значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы и значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы друг с другом и выбора одной из множества таблиц коэффициентов; и
модуль формирования, выполненный с возможностью формирования данных, содержащих информацию о коэффициентах оценки мощности, для получения выбранной таблицы коэффициентов.

2. Устройство обработки сигналов по п. 1, в котором модуль разделения на подполосы выполнен с возможностью разделения входного сигнала на сигналы подполос высокочастотной полосы, состоящие из множества подполос, так, что ширины подполос сигналов подполос высокочастотной полосы совпадают с ширинами подполос соответствующих коэффициентов оценки мощности, входящих в таблицу коэффициентов.

3. Устройство обработки сигналов по п. 1, дополнительно содержащее:
модуль расширения, выполненный с возможностью формирования, когда таблица коэффициентов не содержит коэффициентов оценки мощности заданных подполос, коэффициентов оценки мощности указанных заданных подполос на основе коэффициентов оценки мощности соответствующих подполос, входящих в таблицу коэффициентов.

4. Устройство обработки сигналов по п. 1, в котором данные представляют собой кодированные данные высокочастотной полосы, получаемые путем кодирования информации о коэффициентах.

5. Устройство обработки сигналов по п. 4, дополнительно содержащее:
модуль кодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью кодирования сигналов низкочастотной полосы входного сигнала для формирования кодированных данных низкочастотной полосы; и
модуль мультиплексирования, выполненный с возможностью мультиплексирования кодированных данных высокочастотной полосы и кодированных данных низкочастотной полосы для формирования строки выходного кода.

6. Способ обработки сигналов устройства обработки сигналов, включающего в себя
модуль разделения на подполосы, выполненный с возможностью приема входного
сигнала, имеющего произвольную частоту дискретизации, в качестве входа и формирования сигналов подполос низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигналов подполос высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала,
модуль вычисления псевдомощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы, представляющих собой значения оценки мощности сигналов подполос высокочастотной полосы для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполос низкочастотной полосы,
модуль выбора, выполненный с возможностью сравнения значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы и значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы друг с другом и выбора одной из множества таблиц коэффициентов; и
модуль формирования, выполненный с возможностью формирования данных, содержащих информацию о коэффициентах оценки мощности, для получения выбранной таблицы коэффициентов,
при этом способ содержит этапы, на которых:
формируют с помощью модуля разделения на подполосы сигналы подполос низкочастотной полосы и сигналы подполос высокочастотной полосы;
вычисляют с помощью модуля вычисления псевдомощности подполос высокочастотной полосы значения псевдомощности подполос высокочастотной полосы;
выбирают с помощью модуля выбора таблицу коэффициентов; и
формируют с помощью модуля формирования данные, содержащие информацию о коэффициентах.

7. Носитель записи программы, хранящий программу, вызывающую выполнение компьютером процессов, включающих в себя этапы, на которых:
принимают входной сигнал, имеющий произвольную частоту дискретизации, в качестве входа и формируют сигналы подполос низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигналы подполос высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала;
вычисляют значения псевдомощности подполос высокочастотной полосы, представляющие собой значения оценки мощности сигналов подполос высокочастотной полосы, для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполос низкочастотной полосы;
сравнивают значения мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы и значения псевдомощности подполос высокочастотной полосы друг с другом и выбирают одну из множества таблиц коэффициентов; и
генерируют данные, содержащие информацию о коэффициентах оценки мощности для получения выбранной таблицы коэффициентов.

8. Устройство обработки сигналов, содержащее:
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию о коэффициентах;
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора таблицы коэффициентов, получаемой на основе информации о коэффициентах оценки мощности, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы;
модуль расширения, выполненный с возможностью формирования коэффициентов заданных подполос на основе коэффициентов оценки мощности некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов;
модуль вычисления мощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью определения соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и вычисления значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполос низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; и
модуль формирования сигналов высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигналов высокочастотной полосы на основе значений мощности подполос высокочастотной полосы и сигналов подполос низкочастотной полосы.

9. Способ обработки сигналов устройства обработки сигналов, включающего в себя
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информации о коэффициентах,
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора таблицы коэффициентов, получаемой на основе информации о коэффициентах, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы,
модуль расширения, выполненный с возможностью формирования коэффициентов оценки мощности заданных подполос на основе коэффициентов оценки мощности некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов,
модуль вычисления мощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью определения соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и вычисления значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполосы высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполос низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; и
модуль формирования сигналов высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигналов высокочастотной полосы на основе значений мощности подполос высокочастотной полосы и сигналов подполос низкочастотной полосы,
при этом способ содержит этапы, на которых:
демультиплексируют с помощью модуля демультиплексирования кодированные данные;
формируют с помощью модуля декодирования низкочастотной полосы сигналы низкочастотной полосы;
выбирают с помощью модуля выбора таблицу коэффициентов;
расширяют с помощью модуля расширения таблицу коэффициентов;
вычисляют с помощью модуля вычисления мощности подполос высокочастотной полосы значения мощности подполос высокочастотной полосы; и
формируют с помощью модуля формирования сигналов высокочастотной полосы сигналы высокочастотной полосы.

10. Носитель записи программы, хранящий программу, вызывающую выполнение компьютером процесса, включающего в себя этапы, на которых:
демультиплексируют входные кодированные данные по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию о коэффициентах;
декодируют кодированные данные низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы;
выбирают таблицу коэффициентов, получаемую на основе информации о коэффициентах оценки мощности, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы;
генерируют коэффициенты оценки мощности заданных подполос на основе коэффициентов оценки мощности некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов;
определяют соответствующие подполосы, составляющие сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и вычисляют значения мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполос низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов; и
генерируют сигналы высокочастотной полосы на основе значений мощности подполос высокочастотной полосы и сигналов подполос низкочастотной полосы.

11. Кодер, содержащий:
модуль разделения на подполосы, выполненный с возможностью приема входного сигнала, имеющего произвольную частоту дискретизации, в качестве входа и формирования сигналов подполос низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигналов подполос высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала;
модуль вычисления псевдомощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы, представляющих собой значения оценки мощности сигналов подполос высокочастотной полосы для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполос низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью сравнения значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы и значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы друг с другом и выбора одной из множества таблиц коэффициентов;
модуль кодирования высокочастотной полосы, выполненный с возможностью кодирования информации о коэффициентах для получения выбранной таблицы коэффициентов для формирования кодированных данных высокочастотной полосы;
модуль кодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью кодирования сигналов низкочастотной полосы из входного сигнала для формирования кодированных данных низкочастотной полосы; и
модуль мультиплексирования, выполненный с возможностью мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы для формирования строки выходного кода.

12. Способ кодирования с помощью кодера, который включает в себя
модуль разделения на подполосы, выполненный с возможностью приема входного сигнала, имеющего произвольную частоту дискретизации, в качестве входа и формирования сигналов подполос низкочастотной полосы из множества подполос на стороне низкочастотной полосы входного сигнала и сигналов подполос высокочастотной полосы из множества подполос на стороне высокочастотной полосы входного сигнала, при этом количество подполос на стороне высокочастотной полосы соответствует частоте дискретизации входного сигнала,
модуль вычисления псевдомощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью вычисления значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы, представляющих собой значения оценки мощности сигналов подполос высокочастотной полосы для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, на основе таблиц коэффициентов, содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы, и сигналов подполос низкочастотной полосы,
модуль выбора, выполненный с возможностью сравнения значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы и значений псевдомощности подполос высокочастотной полосы друг с другом и выбора одной из множества таблиц коэффициентов,
модуль кодирования высокочастотной полосы, выполненный с возможностью кодирования информации о коэффициентах для получения выбранной таблицы коэффициентов для формирования кодированных данных высокочастотной полосы,
модуль кодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью кодирования сигналов низкочастотной полосы из входного сигнала для формирования кодированных данных низкочастотной полосы, и
модуль мультиплексирования, выполненный с возможностью мультиплексирования кодированных данных низкочастотной полосы и кодированных данных высокочастотной полосы для формирования строки выходного кода,
при этом способ содержит этапы, на которых:
формируют с помощью модуля разделения на подполосы сигналы подполос низкочастотной полосы и сигналы подполосы высокочастотной полосы;
вычисляют с помощью модуля вычисления псевдомощности подполос высокочастотной полосы псевдомощности подполос высокочастотной полосы;
выбирают с помощью модуля выбора таблицу коэффициентов;
формируют с помощью модуля кодирования высокочастотной полосы кодированные данные высокочастотной полосы;
формируют с помощью модуля кодирования низкочастотной полосы кодированные данные низкочастотной полосы; и
формируют с помощью модуля мультиплексирования строку выходного кода.

13. Декодер, содержащий:
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию о коэффициентах;
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора таблицы коэффициентов, получаемой на основе информации о коэффициентах, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы;
модуль расширения, выполненный с возможностью формирования коэффициентов оценки мощности заданных подполос на основе коэффициентов оценки мощности некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов;
модуль вычисления мощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью определения соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигнала высокочастотной полосы, и вычисления значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполос низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов;
модуль формирования сигналов высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигналов высокочастотной полосы на основе значений мощности подполос высокочастотной полосы и сигналов подполос низкочастотной полосы; и
модуль синтезирования, выполненный с возможностью синтезирования сформированных сигналов низкочастотной полосы и сформированных сигналов высокочастотной полосы друг с другом для формирования выходного сигнала.

14. Способ декодирования с помощью декодера, который включает в себя
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входных кодированных данных по меньшей мере на кодированные данные низкочастотной полосы и информацию о коэффициентах,
модуль декодирования низкочастотной полосы, выполненный с возможностью декодирования кодированных данных низкочастотной полосы для формирования сигналов низкочастотной полосы,
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора таблицы коэффициента, получаемой на основе информации о коэффициентах, из множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокочастотной полосы и содержащих коэффициенты оценки мощности для соответствующих подполос на стороне высокочастотной полосы,
модуль расширения, выполненный с возможностью формирования коэффициентов оценки мощности заданных подполос на основе коэффициентов оценки мощности некоторых подполос, для расширения таблицы коэффициентов,
модуль вычисления мощности подполос высокочастотной полосы, выполненный с возможностью определения соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы на основе информации, относящейся к частотам дискретизации сигналов высокочастотной полосы, и вычисления значений мощности подполос высокочастотной полосы сигналов подполос высокочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокочастотной полосы, на основе сигналов подполос низкочастотной полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкочастотной полосы, и расширенной таблицы коэффициентов;
модуль формирования сигналов высокочастотной полосы, выполненный с возможностью формирования сигналов высокочастотной полосы на основе значений мощности подполос высокочастотной полосы и сигналов подполос низкочастотной полосы; и
модуль синтезирования, выполненный с возможностью синтезирования сформированных сигналов низкочастотной полосы и сформированных сигналов высокочастотной полосы друг с другом для формирования выходного сигнала,
при этом способ содержит этапы, на которых:
демультиплексируют с помощью модуля демультиплексирования кодированные данные;
формируют с помощью модуля декодирования низкочастотной полосы сигналы низкочастотной полосы;
выбирают с помощью модуля выбора таблицу коэффициентов;
расширяют с помощью модуля расширения таблицу коэффициентов;
вычисляют с помощью модуля вычисления мощности подполос высокочастотной полосы значения мощности подполос высокочастотной полосы;
формируют с помощью модуля формирования сигналов высокочастотной полосы сигналы высокочастотной полосы; и
формируют с помощью модуля синтезирования выходной сигнал.