УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РАСШИРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ АУДИОСИГНАЛА

1. Устройство для расширения полосы частот аудиосигнала, включающее:
блок расширения сигнала (102) для создания версии аудиосигнала в виде временного сигнала, расширенного по времени с коэффициентом расширения большим 1;
дециматор (105) для децимации расширенной по времени версии (103) аудиосигнала с коэффициентом децимации, соответствующим коэффициенту расширения;
фильтр (107, 109) для извлечения искаженного сигнала из децимированного аудиосигнала (106), содержащего диапазон частот, не содержащийся в аудиосигнале (100), или для извлечения сигнала из аудиосигнала до его расширения блоком расширения сигнала (102), при этом сигнал содержит частотный диапазон, не содержащийся в аудиосигнале (106) после расширения и децимации, а искаженный сигнал (108) искажается таким образом, что искаженный сигнал (108), децимированный аудиосигнал или комбинированный сигнал имеют заданную огибающую; и
блок объединения (111) для объединения искаженного или неискаженного сигнала с аудиосигналом (100) для получения аудиосигнала (112), расширенного по полосе частот.
2. Устройство по п.1, в котором
блок расширения сигнала выполнен с возможностью применения целочисленного коэффициента расширения, значение которого больше 1,
дециматор (105) выполнен с возможностью применения коэффициента децимации, равного или обратного коэффициенту расширения; и
фильтр (107) выполнен с возможностью извлечения сигнала с ограниченной полосой частот таким образом, чтобы сигнал с ограниченной полосой частот включал в себя диапазон частот, восстановленный посредством расширения и децимации в блоке расширения сигнала и дециматоре.
3. Устройство по п.1, в котором блок расширения сигнала (102) выполнен с возможностью расширения аудиосигнала (100) таким образом, чтобы основной тон аудиосигнала оставался неизменным.
4. Устройство по п.1, в котором блок расширения сигнала (102) выполнен с возможностью расширения аудиосигнала таким образом, чтобы временная продолжительность аудиосигнала увеличилась, а полоса частот расширенного аудиосигнала была равна полосе частот аудиосигнала.
5. Устройство по п.1, в котором блок расширения сигнала (102) содержит фазовый вокодер (202a, 202b, 202c).
6. Устройство по п.5, в котором фазовый вокодер представляет собой банк фильтров или применение Фурье-преобразования.
7. Устройство по п.1, в котором
блок расширения сигнала (102) выполнен с возможностью расширения сигнала с коэффициентом 2 для получения первого расширенного сигнала,
при этом содержится дополнительный блок расширения сигнала (202B), применяемый для расширения сигнала с коэффициентом 3 для получения второго расширенного сигнала,
дециматор (105) выполнен с возможностью децимации первого расширенного сигнала с коэффициентом 2,
при этом содержится дополнительный дециматор (205b), применяемый для децимации второго расширенного сигнала с коэффициентом 3,
фильтр (107) выполнен с возможностью фильтрации полосы, вновь созданной в сигнале на выходе первого дециматора, или выполнения фильтрации перед расширением,
при этом содержится второй полосовой фильтр (207b) для извлечения из второго децимированного сигнала полосы, новой по отношению к первому децимированному сигналу, или для выполнения фильтрации перед расширением, и
дополнительно содержится блок объединения (209) для суммирования извлеченных сигналов или суммирования искаженных извлеченных сигналов.
8. Устройство по п.7, в котором содержится дополнительная группа из дополнительного фазового вокодера (202c), последующего дециматора (205c) и последующего полосового фильтра (207c), обладающих коэффициентом расширения (k), для создания дополнительного полосового сигнала, который может быть передан в сумматор (209).
9. Устройство по п.1, в котором
блок расширения сигнала (102) выполнен с возможностью вывода временных сигналов в виде последовательности сэмплов, имеющих полную полосу частот аудиосигнала (100), и
дециматор (105) выполнен с возможностью получения в качестве входного сигнала последовательности сэмплов и ее децимации.
10. Устройство по п.1, в котором блок искажений (109) выполнен с возможностью внесения искажений на основе переданных параметров (713).
11. Устройство по п.1, дополнительно содержащее:
переходной детектор (250), выполненный с возможностью управления блоком расширения сигнала (102) или дециматором (105) при обнаружении переходной части в аудиосигнале для выполнения (260) альтернативного способа генерации высших спектральных частей.
12. Устройство по п.1, дополнительно содержащее:
модуль коррекции тональность/шум (109A), выполненный с возможностью управления тональностью или шумом полосового сигнала или искаженного полосового сигнала.
13. Устройство по п.1, в котором
блок расширения сигнала (102) содержит множество канальных фильтров, при этом каждый канальный фильтр содержит фильтр для создания сигнала с изменяющейся во времени амплитудой (557) и сигнала с изменяющейся во времени частотой (560), а также генератор (502), управляемый изменяющимися во времени сигналами, в котором каждый канальный фильтр содержит блок интерполяции для интерполяции сигнала с изменяющейся во времени амплитудой (A(t)) для получения интерполированного сигнала с изменяющейся во времени амплитудой (A'(t)), или блок интерполяции для интерполяции частотного сигнала с коэффициентом расширения (104) для получения интерполированного частотного сигнала, и
при этом генератор (502) каждого канального фильтра выполнен управляемым посредством интерполированного амплитудного сигнала или интерполированного частотного сигнала.
14. Устройство по п.1, в котором блок расширения сигнала (102) содержит:
БПФ процессор (600) для генерации последовательных спектров для перекрывающихся блоков временных сэмплов аудиосигнала, при этом перекрывающиеся блоки разнесены друг от друга на первое расстояние по времени (a);
ОБПФ процессор для преобразования последовательных спектров из частотной области во временную область для создания перекрывающихся блоков временных сэмплов, разнесенных друг от друга на второе расстояние по времени (b), которое больше, чем первое расстояние (a), и
блок изменения масштаба фазы (606) для изменения масштаба фаз спектральных значений последовательностей генерируемых БПФ спектров в соответствии с соотношением первого расстояния по времени (a) и второго расстояния по времени (b).
15. Способ расширения полосы частот аудиосигнала, включающий:
создание (102) версии аудиосигнала в виде временного сигнала, расширенного по времени с коэффициентом расширения, большим 1;
децимацию (105) расширенной по времени версии (103) аудиосигнала с коэффициентом децимации, соответствующим коэффициенту расширения;
извлечение (107, 109) искаженного сигнала из децимированного аудиосигнала (106), содержащего диапазон частот, не содержащийся в аудиосигнале (100), или извлечение сигнала из аудиосигнала до его расширения блоком расширения сигнала (102), при этом сигнал содержит частотный диапазон, не содержащийся в аудиосигнале (106) после расширения и децимации, а искаженный сигнал (108) искажается таким образом, что искаженный сигнал (108), децимированный аудиосигнал или комбинированный сигнал содержат заданную огибающую; и
объединение искаженного или неискаженного сигнала с аудиосигналом (100) для получения аудиосигнала (112), расширенного по полосе частот.
16. Машиночитаемый носитель данных, имеющий программный код для выполнения способа по п.15, когда компьютерная программа выполняется на компьютере.