УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, КОДЕР И СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ, ДЕКОДЕР И СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ И ПРОГРАММА
SIGNAL PROCESSING DEVICE AND METHOD, ENCODER AND ENCODING METHOD, DECODER AND DECODING METHOD AND PROGRAMME

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству обработки сигналов и способу обработки сигналов, кодеру и способу кодирования, декодеру и способу декодирования, и программе, и более конкретно, к устройству обработки сигналов и способу обработки сигналов, кодеру и способу кодирования, декодеру и способу декодирования, и программе для воспроизведения музыкального сигнала с улучшенным качеством звука в результате расширения частотного диапазона.
Уровень техники
В последнее время расширились службы по распределению музыки, предназначенные для распределения музыкальных данных через Интернет. Служба по распределению музыки распределяет, в качестве музыкальных данных, кодированные данные, полученные в результате кодирования музыкального сигнала. В качестве способа кодирования музыкального сигнала обычно используется способ кодирования, в котором размер файла кодированных данных сжимают для уменьшения скорости передачи битов, для экономии времени во время загрузки.
Такой способ кодирования музыкального сигнала широко можно разделить на способ кодирования, такой как МР3 (MPEG (Группа экспертов в области движущегося изображения) (Аудио уровни звука 3) (Международный стандарт ISO/IEC 11172-3) и такой способ кодирования, как НЕ-ААС (Высокоэффективный MPEG4 ААС) (Международный стандарт ISO/IEC 14496-3).
В способе кодирования, представленном МРЗ, удаляют компонент сигнала полосы высокой частоты (ниже, называемый высокой полосой) приблизительно выше 15 кГц или выше в музыкальном сигнале, который почти незаметен для человека, и кодируют полосу низкой частоты (ниже, называемую низкой полосой) компонента остального сигнала. Поэтому, способ кодирования упоминается как способ кодирования с удалением высокой полосы. Этот вид способа кодирования с удалением высокой полосы позволяет подавить размер файла кодированных данных. Однако, поскольку звук в высокой полосе в некоторой степени может быть воспринят человеком, если звук получают и выводят из декодированного музыкального сигнала, полученного путем декодирования кодированных данных, происходит потеря качества звука, таким образом, что теряется чувство реализма оригинального звука, и происходит ухудшение качества звука, такое как размытость звука.
В отличие от этого, в способе кодирования, представленном НЕ-ААС, выделяют специфичную информацию из компонента сигнала высокой полосы и кодируют эту информацию в соединении с компонентом сигнала низкой полосы. Способ кодирования называется ниже способом кодирования характеристики высокой полосы. Поскольку в способе кодирования характеристики высокой полосы кодируют только информацию характеристики компонента сигнала высокой полосы, как информацию о компоненте сигнала высокой полосы, уменьшается ухудшение качества звука, и может быть улучшена эффективность кодирования.
При декодировании данных, кодированных способом кодирования характеристики высокой полосы, декодируют компонент сигнала низкой полосы и информацию характеристики, и компонент сигнала высокой полосы получают из компонента сигнала низкой полосы и информации характеристики после декодирования. В соответствии с этим, технология, которая расширяет полосу частот компонента сигнала высокой полосы, формируя компонент сигнала высокой полосы из компонента сигнала низкой полосы, называется технологией расширения полосы.
В качестве примера применения способа расширения полосы, после декодирования данных, кодированных способом кодирования с удалением высокой полосы, выполняют последующую обработку. При последующей обработке компонент сигнала высокой полосы, потерянный при кодировании, генерируют из декодируемого компонента сигнала низкой полосы, расширяя, таким образом, полосу частот компонента сигнала низкой 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 высокой полосы) для высокой полосы из спектра мощности входного сигнала, путем установки компонента сигнала низкой полосы после декодирования, в качестве входного сигнала, и формирует компонент сигнала высокой полосы, имеющий частотную огибающую высокой полосы, из компонента сигнала низкой полосы.
На фиг.1 иллюстрируется пример спектра мощности низкой полосы после декодирования, в качестве входного сигнала, и частотной огибающей оценки высокой 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 высокой полосы (ниже называется начальной полосой расширения) из, своего рода, системы кодирования для входного сигнала, и информацию, такую скорость выборки, частота битов и т.п. (ниже называется информацией стороны). Далее устройство делит входной сигнал, как компонент сигнала низкой полосы, на множество сигналов подполосы. Устройство получает множество сигналов подполос после разделения, то есть, получает среднее значение соответствующих групп (ниже называется мощностью группы) в направлении времени каждой мощности множества сигналов подполос на стороне нижней полосы, ниже, чем полоса начала расширения, (ниже просто называется стороной низкой 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 высокой полосы, выше, чем полоса начала расширения (ниже просто называется стороной высокой полосы). Кроме того, положение мощности начальной точки в направлении может быть отрегулировано пользователем. Устройство формирует каждый из множества сигналов подполосы на стороне высокой полосы из множества сигналов подполосы на стороне низкой полосы, как оценку частотной огибающей на стороне высокой полосы. Устройство суммирует множество получаемых сигналов подполосы на стороне высокой полосы друг с другом, получая компоненты сигналов высокой полосы, и суммирует компоненты сигналов низкой 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 высокой полосы и кодированных данных с различными скоростями передачи битов.
Список литературы
Патентный документ
Патентный документ 1: Выложенная заявка на японский патент №2008-139844
Сущность 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 высокой 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 высокой 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 высокой полосы, оцениваемой по входному сигналу, путем установки компонента сигнала на стороне низкой 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 высокой полосы атакующего музыкального сигнала имеет, по существу, плоскую форму.
В отличие от этого, оценка частотной огибающей на стороне высокой полосы имеет заданный отрицательный наклон и даже, если частоту отрегулировать так, чтобы она имела мощность, близкую к оригинальному спектру мощности, различие между мощностью и оригинальным спектром становится значительным, по мере того, как частота становится высокой.
В соответствии с этим, в способе расширения полосы, раскрытом в Патентном документе 1 оцениваемая частотная огибающая на стороне высокой полосы не может воспроизводить частотную огибающую оригинальной стороны высокой полосы с высокой 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 высокой полосы, таком как НЕ-ААС и т.п., описанном выше, частотная огибающая на стороне высокой полосы используется, как информация характеристики кодированных компонентов сигнала высокой полосы. Однако необходимо воспроизводить частотную огибающую оригинальной стороны высокой полосы с высокой точностью на стороне декодирования.
Настоящее изобретение было выполнено с учетом такого обстоятельства и обеспечивает музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество звука в результате расширения частотной полосы.
Решение задач
Устройство обработки сигналов в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения включает в себя: модуль демультиплексирования, который демультиплексирует входные кодированные данные до, по меньшей мере, кодированных данных низкой полосы и информации коэффициента; модуль декодирования низкой полосы, который декодирует кодированные данные низкой полосы для формирования сигналов низкой полосы; модуль выбора, который выбирает таблицу коэффициента, которую получают на основе информации коэффициента среди множества таблиц коэффициента, используемых для формирования сигналов высокой полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; модуль расширения и уменьшения, который удаляет коэффициенты некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или формирует коэффициенты для заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос, для расширения таблицы коэффициентов; модуль вычисления мощности подполосы высокой полосы, который рассчитывает значения мощности подполосы высокой полосы для сигналов подполосы высокой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокой полосы, на основе сигналов подполосы низкой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкой полосы, и расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов; и модуль формирования сигнала высокой полосы, который формирует сигналы высокой полосы на основе значения мощности подполосы высокой полосы и сигналов подполосы низкой полосы.
Модуль расширения и уменьшения может дублировать коэффициенты подполосы, имеющей наибольшую частоту, которые включены в таблицу коэффициентов, и устанавливает дублированные коэффициенты, как коэффициенты подполосы, имеющие более высокую частоту, чем наибольшая частота, для расширения таблицы коэффициентов.
Модуль расширения и уменьшения может удалять коэффициенты подполосы, которые имеют более высокую частоту, чем у подполосы, имеющей наибольшую частоту, среди подполос сигналов подполосы высокой полосы, из таблицы коэффициентов, для уменьшения таблицы коэффициентов.
Способ обработки сигналов или программа в соответствии с первым аспектом изобретения включают в себя этапы демультиплексирования входных кодированных данных до, по меньшей мере, кодированных данных низкой полосы и информации коэффициента; декодирования кодированных данных низкой полосы для формирования сигналов низкой полосы; выбора таблицы коэффициентов, которую получают на основе информации коэффициентов, среди множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокой полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; удаления коэффициентов некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или генерирования коэффициентов заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; расчета значений мощности подполосы высокой полосы для сигналов подполос высокой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокой полосы, на основе сигналов подполос низкой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкой полосы и расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов; и генерирования сигналов высокой полосы на основе значения мощности подполосы высокой полосы и сигналов подполосы низкой полосы.
В соответствии с первым аспектом изобретения, входные кодированные данные демультиплексируют до, по меньшей мере, кодированных данных низкой полосы и информации коэффициента; кодированные данные низкой полосы декодируют для формирования сигналов низкой полосы; таблицу коэффициентов, которую получают на основе информации коэффициента, выбирают среди множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокой полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; коэффициенты некоторых подполос удаляют для уменьшения таблицы коэффициентов, или коэффициенты заданных подполос формируют на основе коэффициентов некоторых подполос, для расширения таблицы коэффициентов; значения мощности подполосы высокой полосы сигналов подполосы высокой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокой полосы, рассчитывают на основе сигналов подполосы низкой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкой полосы, и расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов; и сигналы высокой полосы формируют на основе значений мощности подполосы высокой полосы и сигналов подполосы низкой полосы.
Устройство обработки сигналов, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, включает в себя: модуль разделения подполос, который формирует сигналы подполосы низкой полосы из множества подполос на стороне низкой полосы входного сигнала, и сигналов подполосы высокой полосы из множества подполос на стороне высокой полосы входного сигнала; модуль расширения и уменьшения, который удаляет коэффициенты некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или формирует коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов, таблица коэффициентов имеет коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; модуль вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы, который рассчитывает значения псевдомощности подполосы высокой полосы, которые представляют собой значениям оценки мощности сигналов подполосы высокой полосы, для соответствующих подполос на стороне высокой полосы, на основе расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов, и сигналов подполосы низкой полосы; модуль выбора, который сравнивает значения мощности подполосы высокой полосы сигналов подполосы высокой полосы и значения псевдомощности подполосы высокой полосы друг с другом и выбирает одну из множества таблиц коэффициентов; и модуль формирования, который формирует данные, составляющие информацию коэффициента, для получения выбранной таблицы коэффициентов.
Модуль расширения и уменьшения может дублировать коэффициенты подполосы, имеющие наиболее высокую частоту, которые включены в таблицу коэффициентов, и устанавливает эти дублированные коэффициенты, как коэффициенты подполосы, имеющей более высокую частоту, чем наиболее высокая частота, для расширения таблицы коэффициентов.
Модуль расширения и уменьшения может удалять коэффициенты подполосы, которые имеют более высокую частоту, чем у подполосы, имеющей наибольшую частоту среди подполос сигналов подполосы высокой полосы, из таблицы коэффициентов, для уменьшения таблицы коэффициентов.
Способ или программа обработки сигналов в соответствии со вторым аспектом изобретения включают в себя этапы генерирования сигналов подполосы низкой полосы из множества подполос, на стороне низкой полосы входного сигнала, и сигналов подполосы высокой полосы из множества подполос на стороне высокой полосы входного сигнала; удаления коэффициентов некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или генерирует коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов, таблица коэффициентов имеет коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; расчета значений псевдомощности подполосы высокой полосы, которые представляют собой значения оценки мощности сигналов подполосы высокой полосы для соответствующих подполос на стороне высокой полосы на основе расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов и сигналов подполосы низкой полосы; сравнения значений мощности подполосы высокой полосы сигналов подполосы высокой полосы и значений псевдомощности подполосы высокой полосы друг с другом и выбора одной из множества таблиц коэффициентов; и генерирования данных, содержащих информацию коэффициентов, для получения выбранной таблицы коэффициентов.
В соответствии со вторым аспектом изобретения, формируют сигналы подполосы низкой полосы из множества подполос на стороне низкой полосы входного сигнала, и сигналы подполосы высокой полосы из множества подполос на стороне высокой полосы входного сигнала; удаляют коэффициенты некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов, или формируют коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов, таблица коэффициента, имеет коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; значения псевдомощности подполосы высокой полосы, которые представляют собой значения оценки значений мощности сигналов подполосы высокой полосы, рассчитывают для соответствующих подполос на стороне высокой полосы на основе расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов и сигналов подполосы низкой полосы; значения мощности подполосы высокой полосы сигналов подполосы высокой полосы и значения псевдомощности подполосы высокой полосы сравнивают друг с другом, и выбирают одну из множества таблиц коэффициентов; и формируют данные, содержащие информацию коэффициента для получения выбранной таблицы коэффициентов.
Декодер, в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, включает в себя: модуль демультиплексирования, который демультиплексирует входные кодированные данные до, по меньшей мере, кодированных данных низкой полосы и информации коэффициента; модуль декодирования низкой полосы, который декодирует кодированные данные низкой полосы, для формирования сигналов низкой полосы; модуль выбора, который выбирает таблицу коэффициентов, которую получают на основе информации коэффициентов, среди множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокой полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; модуль расширения и уменьшения, который удаляет коэффициенты некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или формирует коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; модуль вычисления мощности подполосы высокой полосы, который рассчитывает значения мощности подполосы высокой полосы для сигналов подполосы высокой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокой полосы, на основе сигналов подполосы низкой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкой полосы, и расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов; модуль формирования сигнала высокой полосы, который формирует сигналы высокой полосы на основе значения мощности подполосы высокой полосы и сигналов подполосы низкой полосы; и модуль синтеза, который синтезирует сигнал низкой полосы и сигнал высокой полосы друг с другом для получения выходного сигнала.
Способ декодирования, в соответствии с третьим аспектом изобретения, включает в себя этапы демультиплексирования входных кодированных данных до, по меньшей мере, кодированных данных низкой полосы и информации коэффициента; декодирования кодированных данных низкой полосы для формирования сигналов низкой полосы; выбора таблицы коэффициентов, которую получают на основе информации коэффициентов среди множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокой полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; удаления коэффициентов некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или генерирования коэффициентов заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; расчета значений мощности подполосы высокой полосы для сигналов подполосы высокой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокой полосы, на основе сигналов подполосы низкой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкой полосы, и расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов; генерирования сигнала высокой полосы на основе значений мощности подполосы высокой полосы и сигналов подполосы низкой полосы; и синтеза сигнала низкой полосы и сигнала высокой полосы друг с другом для формирования выходного сигнала.
В соответствии с третьим аспектом изобретения, входные кодированные данные демультиплексируют до, по меньшей мере, кодированных данных низкой полосы и информации коэффициента; кодированные данные низкой полосы декодируют для формирования сигналов низкой полосы; таблицу коэффициентов, которую получают на основе информации коэффициента, выбирают среди множества таблиц коэффициентов, используемых для формирования сигналов высокой полосы и имеющих коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; коэффициенты некоторых подполос удаляют для уменьшения таблицы коэффициентов, или коэффициенты заданных подполос формируют на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов; значения мощности подполосы высокой полосы сигналов подполосы высокой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы высокой полосы, рассчитывают на основе сигналов подполосы низкой полосы соответствующих подполос, составляющих сигналы низкой полосы и расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов; сигналы высокой полосы формируют на основе значений мощности подполосы высокой полосы и сигналов подполосы низкой полосы; и сигнал низкой полосы, и сигнал высокой полосы синтезируют друг с другом для формирования выходного сигнала.
Кодер в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения включает в себя: модуль разделения подполосы, который формирует сигналы подполосы низкой полосы из множества подполос на стороне низкой полосы входного сигнала и сигналы подполосы высокой полосы из множества подполос на стороне высокой полосы входного сигнала; модуль расширения и уменьшения, который удаляет коэффициенты некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или формирует коэффициенты заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов, таблица коэффициентов, имеющая коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; модуль вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы, который рассчитывает значения псевдомощности подполосы высокой полосы, которые представляют собой значения оценки значений мощности сигналов подполосы высокой полосы для соответствующих подполос на стороне высокой полосы на основе расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов, и сигналов подполосы низкой полосы; модуль выбора, который сравнивает значения мощности подполосы высокой полосы для сигналов подполосы высокой полосы и значения псевдомощности подполосы высокой полосы друг с другом, и выбирает одну из множества таблиц коэффициентов; модуль кодирования высокой полосы, который кодирует информацию коэффициента для получения выбранной таблицы коэффициентов, для формирования кодированных данных высокой полосы; модуль кодирования низкой полосы, который кодирует сигналы низкой полосы входного сигнала для формирования кодированных данных низкой полосы; и модуль мультиплексирования, который мультиплексирует кодированные данные низкой полосы и кодированные данные высокой полосы для формирования строки выходного кода.
Способ кодирования, в соответствии с четвертым аспектом изобретения, включает в себя этапы генерирования сигналов подполосы низкой полосы из множества подполос на стороне низкой полосы входного сигнала и сигналов подполосы высокой полосы из множества подполос на стороне высокой полосы входного сигнала; удаления коэффициентов некоторых подполос для уменьшения таблицы коэффициентов или генерирования коэффициентов заданных подполос на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов, таблица коэффициентов, имеющая коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; расчета значений псевдомощности подполосы высокой полосы, которые представляют собой значения оценки значений мощности сигналов подполосы высокой полосы для соответствующих подполос на стороне высокой полосы на основе расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов и сигналов подполосы низкой полосы; сравнения значений мощности подполосы высокой полосы для сигналов подполосы высокой полосы и значений псевдомощности подполосы высокой полосы друг с другом и выбора одной из множества таблиц коэффициентов; кодирования информации коэффициента, для получения выбранной таблицы коэффициентов, для формирования кодированных данных высокой полосы; кодирования сигналов низкой полосы входного сигнала для формирования кодированных данных низкой полосы; и мультиплексирования кодированных данных низкой полосы и кодированных данных высокой полосы для формирования строки выходного кода.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения формируют сигналы подполосы низкой полосы из множества подполос на стороне низкой полосы входного сигнала и сигналы подполосы высокой полосы из множества подполос на стороне высокой полосы входного сигнала; коэффициенты некоторых подполос удаляют для уменьшения таблицы коэффициентов, или коэффициенты заданных подполос формируют на основе коэффициентов некоторых подполос для расширения таблицы коэффициентов, таблица коэффициента, имеющая коэффициенты для соответствующих подполос на стороне высокой полосы; значения псевдомощности подполосы высокой полосы, которые представляют собой значения оценки значений мощности сигналов подполосы высокой полосы, рассчитывают для соответствующих подполос на стороне высокой полосы на основе расширенной или уменьшенной таблицы коэффициентов и сигналов подполосы низкой полосы; значения мощности подполосы высокой полосы сигналов подполосы высокой полосы и значения псевдомощности подполосы высокой полосы сравнивают друг с другом и выбирают одну из множества таблиц коэффициентов; информацию коэффициента для получения выбранной таблицы коэффициентов кодируют для формирования кодированных данных высокой полосы; сигналы низкой полосы входного сигнала кодируют для формирования кодированных данных низкой полосы; и кодированные данные низкой полосы, и кодированные данные высокой полосы мультиплексируют для формирования строки выходного кода.
Эффекты изобретения
В соответствии с первым вариантом осуществления - четвертым вариантом осуществления - возможно воспроизводить музыкальный сигнал с высоким качеством звука путем расширения полосы частот.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид примера, иллюстрирующего на примере энергетического спектра низкой полосы после декодирования входной сигнал и огибающую частоты оценки высокой полосы.
На фиг.2 показан вид, иллюстрирующий пример первоначального энергетического спектра музыкального сигнала атаки в соответствии с быстрым изменением по времени.
На фиг.3 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации устройства расширения полосы частот в первом варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример процесса расширения полосы частот устройством расширения полосы частот по фиг.3.
На фиг.5 показан вид, иллюстрирующий компоновку энергетического спектра сигнала, подаваемого в устройство расширения полосы частот по фиг.3, и размещение полосового фильтра на оси частот.
На фиг.6 показан вид, иллюстрирующий пример, иллюстрирующий частотные характеристики вокальной области и энергетический спектр оценки высокой полосы.
На фиг.7 показан вид, иллюстрирующий пример энергетического спектра сигнала, подаваемого в устройство расширения полосы частот по фиг.3.
На фиг.8 показан вид, иллюстрирующий пример вектора мощности после подъема входного сигнала по фиг.7.
На фиг.9 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициента, предназначенного для изучения коэффициента, используемого в схеме формирования сигнала высокой полосы устройства расширения полосы частот по фиг.3.
На фиг.10 показана блок-схема последовательности операций, описывающая пример процесса изучения коэффициента устройством изучения коэффициента по фиг.9.
На фиг.11 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации кодера во втором варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 показана блок-схема последовательности операций, описывающая пример процесса кодирования кодером по фиг.11.
На фиг.13 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера во втором варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.14 показана блок-схема последовательности операций, описывающая пример обработки декодирования декодером по фиг.13.
На фиг.15 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициента, предназначенного для изучения представительного вектора, используемого в схеме кодирования высокой полосы кодера по фиг.11, и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, используемого в схеме декодера высокой 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 таблицу коэффициентов.
На фиг.31 показана схема, иллюстрирующая расширение таблицы коэффициентов.
На фиг.32 показана схема, иллюстрирующая уменьшение таблицы коэффициентов.
На фиг.33 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации кодера.
На фиг.34 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс кодирования.
На фиг.35 показана блок-схема, иллюстрирующая пример функциональной конфигурации декодера.
На фиг.36 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс декодирования.
На фиг.37 показана схема, иллюстрирующая совместное использование таблицы коэффициентов, используя смешанное изучение.
На фиг.38 показана схема, иллюстрирующая совместное использование таблицы коэффициентов, используя устройство изучения.
На фиг.39 показана блок-схема последовательности операций, описывающая процесс изучения.
На фиг.40 показана блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации аппаратных средств компьютера, выполняющего с помощью программы обработку, в которой применяется настоящее изобретение.
Подробное описание изобретения
Вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на чертежи. Кроме того, его описание выполняют в следующей последовательности.
1. Первый вариант осуществления (когда настоящее изобретение применяют к устройству расширения полосы частот),
2. Второй вариант осуществления (когда настоящее изобретение применяют к кодеру и декодеру),
3. Третий вариант осуществления (когда индекс коэффициента включен в кодированные данные высокой полосы),
4. Четвертый вариант осуществления (когда разность между индексом коэффициента и псевдомощностью подполосы высокой полосы включают в кодированные данные высокой полосы),
5. Пятый вариант осуществления (когда индекс коэффициента выбирают, используя оценочное значение).
6. Шестой вариант осуществления (когда участок коэффициента является общим),
7. Седьмой вариант осуществления (когда объем кодирования строки индекса коэффициента уменьшается в направлении времени с использованием способа переменной длины),
8. Восьмой вариант осуществления (когда объем кодирования строки индекса коэффициента уменьшается в направлении времени с использованием способа фиксированной длины),
9. Девятый вариант осуществления (когда выбирают любой из способа переменной длины или способа фиксированной длины),
10. Десятый вариант осуществления (когда выполняют рециркуляцию информации с помощью переменного способа),
11. Одиннадцатый вариант осуществления (когда рециркуляцию информации выполняют с помощью способа с фиксированной длиной).
<1. Первый вариант осуществления>
В первом варианте осуществления выполняют обработку, которая расширяет полосу частот (ниже называется обработкой расширения полосы частот) в отношении компонента сигнала низкой полосы после декодирования, полученного в результате декодирования кодированных данных, с использованием способа кодирования с удалением высокой 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 низкой 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 высокой полосы, схему 16 формирования высокой полосы, фильтр 17 высокой частоты и сумматор 18 сигнала.
Фильтр 11 низкой частоты фильтрует входной сигнал по заданной частоте среза и подает компонент сигнала низкой полосы, который представляет собой компонент сигнала низкой полосы, в качестве сигнала после фильтрации в схему 12 задержки.
Поскольку схема 12 задержки синхронизирована для суммирования друг с другом компонента сигнала низкой полосы из фильтра 11 низкой частоты и компонента сигнала высокой полосы, который будет описан ниже, она выполняет задержку только компонента сигнала низкой полосы на определенное время и компонент сигнала низкой полосы подают в сумматор 18 сигнала.
Полосовой фильтр 13 включает в себя полосовые фильтры 13-1-13-N, имеющие полосы пропускания, отличающиеся друг от друга. Полосовой фильтр 13-i ((≤i≤N)) передает сигнал в заданной полосе пропускания входного сигнала и подает пропущенный сигнал как, один из множества сигналов подполосы в схему 14 вычисления величины характеристики и схему 16 формирования сигнала высокой полосы.
Схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя, по меньшей мере, один из множества сигналов подполос и входной сигнал из полосового фильтра 13, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 15 оценки мощности подполосы высокой полосы. Здесь величины характеристики представляют собой информацию, представляющую особенность входного сигнала, в качестве сигнала.
Схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение оценки мощности подполосы высокой полосы, которая представляет собой мощность сигнала подполосы высокой полосы для каждой подполосы высокой полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 14 вычисления величины характеристики, и подает рассчитанное значение оценки в схему 16 формирования сигнала высокой полосы.
Схема 16 формирования сигнала высокой полосы формирует компонент сигнала высокой полосы, который представляет собой компонент сигнала высокой полосы на основе множества сигналов подполос из полосового фильтра 13, и значение оценки для множества значений мощности подполосы высокой полосы из схемы 15 оценки мощности подполосы высокой полосы, и подает сформированный компонент высокого сигнала в фильтр 17 высокой частоты.
Фильтр 17 высокой частоты фильтрует компонент сигнала высокой полосы из схемы 16 формирования сигнала высокой полосы, используя частоту среза, соответствующую частоте среза фильтра 11 низкой частоты, и подает отфильтрованный компонент сигнала высокой полосы в сумматор 18 сигнала.
Сумматор сигнала 18 суммирует компонент сигнала низкой полосы из схемы 12 задержки и компонент сигнала высокой полосы из фильтра 17 высокой полосы и выводит просуммированные компоненты, как выходной сигнал.
Кроме того, в конфигурации на фиг.3, для получения сигнала подполосы, применяют полосовой фильтр 13, но не ограничиваются этим. Например, может применяться фильтр разделения по полосам, раскрытый в Патентном документе 1.
Кроме того, аналогично, в конфигурации, показанной на фиг.3, сумматор 18 сигнала применяют для синтеза сигнала подполосы, но не ограничиваются этим. Например, может применяться синтетический фильтр полосы, раскрытый в Патентном документе 1.
[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 низкой полосы, как сигнал после фильтрации, в схему 12 задержки.
Фильтр 11 низкой частоты может устанавливать произвольную частоту, как частоту среза. Однако, в варианте осуществления настоящего изобретения, фильтр низкой частоты может устанавливать соответствие частоте на нижнем конце полосы начала расширения, путем установления заданной частоты в качестве начальной полосы расширения, которая описана ниже. Поэтому, фильтр 11 низкой частоты подает компонент сигнала низкой полосы, который представляет собой компонент сигнала более низкой полосы, чем полоса начала расширения, в схему 12 задержки, в качестве сигнала после фильтрации.
Кроме того, фильтр 11 низкой частоты может устанавливать оптимальную частоту в качестве частоты среза, в ответ на параметр кодирования, такой как способ кодирования с удалением высокой полосы, или скорость передачи битов и т.п. входного сигнала. В качестве параметра кодирования, например, может использоваться информация стороны, используемая в способе расширения полосы, раскрытом в Патентном документе 1.
На этапе S2, схема 12 задержки выполняет задержку только компонента сигнала низкой полосы на определенное время задержки из фильтра 11 низкой частоты и подает задержанный компонент сигнала низкой полосы в сумматор 18 сигнала.
На этапе S3, полосовой фильтр 13 (полосовые фильтры 13-1-13-N) делит входной сигнал на множество сигналов подполос и подает каждый из множества сигналов подполос после разделения в схему 14 вычисления величины характеристики и схему 16 формирования сигнала высокой полосы. Кроме того, обработка разделения входного сигнала с помощью полосового фильтра 13 будет описана ниже.
На этапе S4, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики с использованием, по меньшей мере, одного из множества сигналов подполос из полосового фильтра 13 и входного сигнала, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 15 оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы рассчитывает значение оценки множества значений мощности подполосы высокой полосы на основе одной или больше величин характеристики и подает рассчитанное значение оценки в схему 16 формирования сигнала высокой полосы из схемы 14 вычисления величины характеристики. Кроме того, процесс расчета значения оценки мощности подполосы высокой полосы с помощью схемы 15 оценки мощности подполосы высокой полосы будет подробно описан ниже.
На этапе S6, схема 16 формирования сигнала высокой полосы формирует компонент сигнала высокой полосы на основе множества сигналов подполосы из полосового фильтра 13 и значения оценки множества значений мощности подполосы высокой полосы из схемы 15 оценки мощности подполосы высокой полосы, и подает сформированный компонент сигнала высокой полосы в фильтр 17 высокой частоты. В этом случае, компонент сигнала высокой полосы представляет собой компонент сигнала более высокой полосы, чем полоса начала расширения. Кроме того, обработка по формированию компонента сигнала высокой полосы схемой 16 формирования сигнала высокой 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 высокой полосы в результате фильтрации компонента сигнала высокой полосы, из схемы 16 формирования сигнала высокой полосы, и подает компонент сигнала высокой полосы в сумматор 18 сигнала.
На этапе S8, сумматор 18 сигнала суммирует компонент сигнала низкой полосы из схемы 12 задержки и компонент сигнала высокой 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 низкой 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 высокой полосы в полосе частот (подполосы) более низкой полосы, чем полоса начала расширения, представляет sb, индекс второй подполосы представляет собой sb-1, и индекс I-ой подполосы представляет собой sb-(I-1). Каждому из полосовых фильтров 13-1-13-4 назначают каждую подполосу, в которой индекс составляет от sb до sb-3 среди подполос нижней полосы, которая ниже, чем исходная полоса расширения, в качестве полосы пропускания.
В настоящем варианте осуществления каждая полоса пропускания полосовых фильтров 13-1-13-4 составляет 4 заданных подполосы среди 16 подполос, полученных путем деления частоты Найквиста входного сигнала на 16 частей, но не ограничивается этим и может представлять собой 4 заданных подполосы из 256 подполос, полученных путем деления частоты Найквиста входного сигнала на 256 частей. Кроме того, каждая полоса пропускания полосовых фильтров 13-1-13-4 может отличаться друг от друга.
[Описание 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 рассчитывает одну или больше величин характеристики, используемых таким образом, что схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывает величину оценки мощности подполосы высокой полосы, используя, по меньшей мере, один из множества сигналов подполосы из полосового фильтра 13 и входного сигнала.
Более подробно, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает, в качестве величины характеристики, мощность сигнала подполосы (мощность подполосы (ниже называется мощностью подполосы низкой полосы)) для каждой подполосы среди сигналов 4 подполос полосового фильтра 13 и подает рассчитанное значение мощности сигнала подполосы в схему 15 оценки мощности подполосы высокой полосы.
Другими словами, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность power (ib, J) подполосы низкой полосы в заданном временном фрейме J из 4 сигналов х (ib, n) подполосы, которые подают из полосового фильтра 13, используя следующее уравнение (1). Здесь ib представляет собой индекс подполосы, и n выражено, как индекс дискретного времени. Кроме того, количество образцов одного фрейма выражено, как FSIZE, и мощность выражена в децибелах.
Уравнение 1
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mn>10</mn><mi>log</mi><mn>10</mn><mrow><mo>{</mo><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi></mrow><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mrow><mi>x</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mstyle></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi></mrow><mo>}</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>3</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>                                                                   </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
В соответствии с этим, мощность power (ib, J) подполосы низкой полосы, получаемую схемой 14 вычисления величины характеристики, подают в схему 15 оценки мощности подполосы высокой полосы, как величину характеристики.
[Описание обработки, выполняемой схемой оценки мощности подполосы высокой полосы]
Далее будет представлено описание обработки, выполняемой схемой 15 оценки мощности подполосы высокой полосы на этапе S5 блок-схемы последовательности операций на фиг.4.
Схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение оценки мощности подполосы (мощности подполосы высокой полосы) для полосы (полосы расширения частоты), которую расширяют после подполосы (полосы начала расширения), индекс которой равен sb+1, на основе 4 значений мощности подполосы, подаваемых из схемы 14 вычисления величины характеристики.
Таким образом, если схема 15 оценки мощности подполосы высокой 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.
est
В полосе расширения частоты значение оценки power (ib, J) мощности подполосы, индекс которой представляет собой ib, выражается следующим уравнением (2), с использованием 4 значений мощности power (ib, j) подполосы, подаваемых из схемы 14 вычисления величины характеристики.
Уравнение 2
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow><mrow><mi>s</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mo stretchy="false">[</mo><msub><mi>A</mi><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>k</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>k</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">]</mo></mrow></mstyle></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>B</mi><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>≤</mo><mi>n</mi><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mtext>                  </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
Здесь, в уравнении (2), коэффициенты A (kb) и B представляют собой коэффициенты, имеющие значение, отличающееся для соответствующей подполосы ib. Коэффициенты A (kb), B представляют собой коэффициенты, установленные соответствующим образом для получения соответствующего значения в отношении различных входных сигналов. Кроме того, коэффициенты A (kb), B также заряжены до оптимальной величины, путем изменения подполосы sb. Вывод A (kb), B будет описан ниже.
В уравнении (2), значение оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывают по первичной линейной комбинации, используя мощность каждого из множества сигналов подполосы из полосового фильтра 13, но не ограничиваются этим, и, например, она может быть рассчитана с использованием линейной комбинации множества значений мощности подполос низкой полосы фреймов перед и после временного фрейма J, и может быть рассчитана с использованием нелинейной функции.
Как описано выше, значение оценки мощности подполосы высокой полосы, рассчитанное в схеме 15 оценки мощности подполосы высокой полосы, подают в схему 16 формирования сигнала высокой полосы, которая будет описана далее.
[Описание обработки, выполняемой схемой формирования сигнала высокой полосы]
Далее будет представлено описание обработки, выполняемой схемой 16 формирования сигнала высокой полосы на этапе S6 в блок-схеме последовательности операций по фиг.4.
est
Схема 16 формирования-сигнала высокой полосы рассчитывает значение мощности power (ib, J) подполосы низкой полосы каждой подполосы, основанной, на уравнении (1), описанном выше, из множества сигналов подполосы, подаваемых из полосового фильтра 13. Схема 16 формирования сигнала высокой полосы получает величину G (ib, J) коэффициента усиления по уравнению 3, описанному ниже, используя множество рассчитанных значений power (ib, J) подполосы низкой полосы, и значений мощности power (ib, J) оценки для мощности подполосы высокой полосы, рассчитанных на основе уравнения (2), описанного выше по схеме 15 оценки мощности подполосы высокой полосы.
Уравнение 3
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>G</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><msup><mn>10</mn><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>s</mi><msub><mi>b</mi><mrow><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo><mo>/</mo><mn>20</mn><mo stretchy="false">]</mo></mrow></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>≤</mo><mi>n</mi><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mtext>                        </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>3</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
Здесь, в уравнении (3), sbmap (ib) представляет индекс подполосы оригинальной карты для случая, когда подполоса ib рассматривается, как подполоса оригинальной карты, и выражается следующим уравнением 4.
Уравнение 4
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>s</mi><msub><mi>b</mi><mrow><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>4</mn><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>T</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mn>4</mn></mfrac><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>                                            </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>4</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
Кроме того, в уравнении (4), INT (а) представляет собой функцию, которая отбрасывает десятичную запятую для значения а.
Далее схема 16 формирования сигнала высокой полосы рассчитывает сигнал подполосы х2 (ib, n) после регулирования усиления, путем умножения коэффициента G (ib, J) усиления, полученного с помощью уравнения 3, на выход полосового фильтра 13, используя следующее уравнение (5).
Уравнение 5
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>x</mi><mn>2</mn><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>G</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>×</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>s</mi><msub><mi>b</mi><mrow><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>≤</mo><mi>n</mi><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mtext>                </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>5</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
Кроме того, схема 16 формирования сигнала высокой полосы рассчитывает сигнал х3 (ib, n) подполосы после регулирования усиления, который представляет собой результат косинусного преобразования из сигнала х2 (ib, n) подполосы после регулирования усиления, путем выполнения косинусного преобразования в частоту, соответствующую частоте верхнего конца подполосы, имеющей индекс sb, из частоты, соответствующей частоте нижнего конца подполосы, имеющей индекс sb-3, в соответствии со следующим Уравнением (6).
Уравнение 6
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>x</mi><mn>3</mn><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>x</mi><mn>2</mn><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>*</mo><mn>2</mn><mi>cos</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>*</mo><mo stretchy="false">[</mo><mn>4</mn><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>π</mi><mo>/</mo><mn>32</mn><mo stretchy="false">]</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>               </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>                                        </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>6</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
Кроме того, в Уравнении (6), п представляет постоянную круга. Уравнение (6) означает, что сигнал х2 (ib, n) подполосы после регулирования усиления, сдвигается на частоту каждых 4 частей полосы на сторонах высокой полосы.
hi g h
Поэтому, схема 16 формирования сигнала высокой полосы рассчитывает компонент x (n) сигнала высокой полосы из сигнала х3 (ib, n) подполосы после регулирования усиления со сдвигом на сторону высокой полосы, в соответствии со следующим Уравнением 7.
Уравнение 7
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mi>h</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>h</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mi>x</mi><mn>3</mn></mrow></mstyle><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>7</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
В соответствии с этим, компонент сигнала высокой полосы формируют схемой 16 формирования сигнала высокой полосы на основе 4 значений мощности подполосы низкой полосы, полученных на основе 4 сигналов подполосы из полосового фильтра 13, и значение оценки мощности подполосы высокой полосы из схемы 15 оценки мощности подполосы высокой полосы, и получаемый в результате компонент сигнала высокой полосы подают в фильтр 17 высокой частоты.
В соответствии с обработкой, описанной выше, поскольку мощность подполосы низкой полосы, рассчитанная из множества сигналов подполосы, установлена, как величина характеристики относительно входного сигнала, полученного после декодирования кодированных данных, с помощью способа кодирования с удалением высокой полосы, значение оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывают на основе коэффициента, установленного соответствующим образом для нее, и компонент сигнала высокой полосы формируется адаптивно из значения оценки мощности подполосы низкой полосы и мощности подполосы высокой полосы, в результате чего, становится возможным выполнить оценку мощности подполосы для полосы расширения частоты с высокой точностью и воспроизвести музыкальный сигнал с лучшим качеством звука.
Как описано выше, схема 14 вычисления величины характеристики иллюстрирует пример, в котором рассчитывают, как величину характеристики, только мощность подполосы низкой 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 высокой полосы может быть выполнена с высокой точностью, поскольку схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, имеющую сильную корреляцию с выходной системой мощности подполосы полосы частотного расширения (формы спектра мощности высокой 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 высокой полосы получен путем оценки мощности подполосы высокой полосы, в результате расчетов только мощности подполосы низкой полосы, как величины характеристики.
Как представлено на фиг.6, в характеристике частоты области вокала возникает множество случаев, когда оценка спектра мощности высокой полосы имеет более высокое положение, чем спектр мощности высокой полосы оригинального сигнала. Поскольку ощущение несочетаемости голосов поющих людей легко воспринимается ухом человека, в области вокала необходимо выполнить оценку мощности подполосы высокой 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 высокой полосы области вокала. Кроме того, величина характеристики, представляющая степень прогиба, называется ниже глубиной.
Пример расчета глубины во временных фреймах J dip (J) будет описан ниже.
Быстрое преобразование Фурье (FFT) для 2048 точек выполняют в отношении сигналов 2048 отрезков выборки, включенных в диапазон нескольких фреймов перед и после временного фрейма J входного сигнала, и рассчитывают коэффициенты по оси частоты. Спектр мощности получают путем выполнения db преобразования в отношении абсолютного значения каждого из рассчитанных коэффициентов.
На фиг.7 иллюстрируется один пример спектра мощности, полученный в описанном выше способе. Здесь для удаления мелкого компонента спектра мощности, например, для удаления компонента 1,3 кГц или меньше, выполняют процесс подъема. Если выполняют процесс подъема, становится возможным сглаживать мелкий компонент пика спектра, путем выбора каждого размера спектра мощности и выполнения процесса фильтрации при применении фильтра низкой частоты в соответствии с временной последовательностью.
На фиг.8 иллюстрируется пример спектра мощности входного сигнала после подъема. В спектре мощности после восстановления, показанного на фиг.8, разница между минимальным значением и максимальным значением, включенным в диапазон, соответствующий 4,9 кГц - 11,025 кГц, устанавливается, как глубина dip (J).
Как описано выше, рассчитывают величину характеристики, имеющую сильную корреляцию с мощностью подполосы для полосы частотного расширения. Кроме того, пример расчета глубины dip (J) не ограничен описанным выше способом, и может быть выполнен другой способ.
Далее будет описан другой пример расчета величины характеристики, имеющей сильную корреляцию с мощностью подполосы для полосы частотного расширения.
[Еще один другой пример величины характеристики, 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 высокой 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 низкой 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 низкой полосы, в качестве величины характеристики, используемой для оценки мощности подполосы высокой полосы в области атаки.
Вибрацию по времени powerd (J) мощности подполосы низкой полосы в нескольких временных фреймах J, например, получают из следующего уравнения (8).
Уравнение 8
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mi>d</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow><mrow><mi>s</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi></mrow><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>                 </mtext><mo>/</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow><mrow><mi>s</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi></mrow><mrow><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mrow></mstyle><mtext>                   </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>8</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
d
В соответствии с уравнением 8, вариация по времени power (J) мощности подполосы низкой полосы представляет отношение между суммой четырех значений мощности подполосы низкой полосы во временных фреймах J-1 и суммой четырех значений мощности подполосы низкой 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 высокой полосы между областями атаки.
Наклон slope (J) средней полосы в некоторых временных фреймах J, например, получают из следующего уравнения (9).
Уравнение 9
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>s</mi><mi>l</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow><mrow><mi>s</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi></mrow><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>W</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>*</mo><mi>x</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>               </mtext><mo>/</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow><mrow><mi>s</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi></mrow><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mrow></mstyle><mtext>                       </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>9</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
В уравнении (9) коэффициент w (ib) представляет собой весовой коэффициент, отрегулированный для возможности его взвешивания с мощностью подполосы высокой полосы. В соответствии с уравнением (9), наклон (J) представляет отношение суммы четырех значений мощности подполосы низкой полосы к высокой полосе и суммы четырех значений мощности подполосы низкой полосы. Например, если четыре значения мощности подполосы низкой 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.
d
Поскольку часто возникают случаи, когда наклон средней полосы существенно изменяется до и после участка атаки, можно предположить, что вариация по времени slope (J) для наклона, выраженного следующим уравнением (10), представляет собой величину характеристики, используемую при оценке мощности подполосы высокой полосы в области атаки.
Уравнение 10
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>s</mi><mi>l</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><msub><mi>e</mi><mi>d</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>l</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>/</mo><mi>s</mi><mi>l</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>≤</mo><mi>n</mi><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mtext>                      </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>10</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
d
Кроме того, можно предположить, что вариация по времени для глубины dip (J), описанной выше, которая выражается следующим уравнением (11), представляет собой величину характеристики, используемую при оценке мощности подполосы высокой полосы в области атаки.
Уравнение 11
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>d</mi><mi>i</mi><msub><mi>p</mi><mi>d</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>p</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>p</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>≤</mo><mi>n</mi><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mtext>               </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>11</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
В соответствии с описанным выше способом, поскольку рассчитывают величину характеристики, имеющую сильную корреляцию с мощностью подполосы для полосы частотного расширения, если это используют, оценка для мощности подполосы полосы частотного расширения в схеме 15 оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы будет описан ниже с использованием величины характеристики, рассчитанной по способу, описанному выше.
[Описание обработки схемы оценки мощности подполосы высокой полосы]
Здесь, со ссылкой на фиг.8, будет описан пример оценки мощности подполосы высокой полосы, с использованием глубины, и мощности подполосы низкой полосы, в качестве величины характеристики.
Таким образом, на этапе S4 блок-схемы последовательности операций по фиг.4, схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, мощность подполосы низкой полосы и глубину, и подает рассчитанное значение мощности подполосы низкой полосы и глубины в схему 15 оценки мощности подполосы высокой полосы для каждой подполосы из четырех сигналов подполосы из полосового фильтра 13.
Поэтому, на этапе S5, схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение оценки мощности подполосы высокой полосы на основе четырех значений мощности подполосы низкой полосы и величине глубины из схемы 14 вычисления величины характеристики.
Здесь, для значений мощности подполосы и глубины, поскольку диапазоны полученных значений (масштабы) отличаются друг от друга, схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы, например, выполняет следующее преобразование в отношении значения глубины.
ave
std
ave
std
Схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность подполосы максимальной полосы для четырех значений мощности подполосы низкой 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, среднеквадратичное отклонение мощности подполосы представляет собой power, среднее значение глубины представляет собой dip, и среднеквадратичное отклонение глубины представляет собой dip.
s
Схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы преобразует значение глубины dip (J), используя это значение в следующем Уравнении (12) и получает глубину после преобразования dip (J).
Уравнение 12
<mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><msub><mi>p</mi><mi>s</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>p</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>d</mi><mi>i</mi><msub><mi>p</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>e</mi></mrow></msub></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><msub><mi>p</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>12</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
s
При выполнении преобразования, описанного в Уравнении (12), схема 15 оценки мощности подполосы высокой полосы может статистически преобразовать значение глубины dip (J) в равную переменную (глубину) dip (J) для среднего значения и дисперсию мощности подполосы низкой полосы и сделать диапазон значения, полученного из глубины, приблизительно равным диапазону значения, полученного из мощности подполосы.
s
В диапазоне частотного расширения, значение оценки powerest (ib, J) мощности подполосы, в котором индекс представляет собой ib, выражается, в соответствии с Уравнением 13, по линейной комбинации четырех значений мощности подполосы низкой полосы power (ib, J) из схемы 14 вычисления величины характеристики и значения глубины dip (J), показанного в Уравнении (12).
Уравнение 13
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow><mrow><mi>s</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mo stretchy="false">[</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>k</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>k</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">]</mo></mrow></mstyle></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>D</mi><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi></mrow></msub><mi>d</mi><mi>i</mi><msub><mi>p</mi><mi>s</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><msub><mi>E</mi><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>≤</mo><mi>n</mi><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>                                  </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>13</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
ib
Здесь, в Уравнении (13), коэффициенты C (kb), D, E представляют собой коэффициенты, имеющие значения, разные для каждой ib подполосы. Коэффициенты C (kb), D и E представляют собой коэффициенты, установленные соответствующим образом, для получения благоприятного значения в отношении различных входных сигналов. Кроме того, коэффициенты C (kb), D и E также изменяются до оптимальных значений для изменения подполосы sb. Кроме того, вывод коэффициентов C (kb), B и E будет описан ниже.
В Уравнении (13), значение оценки мощности подполосы высокой полосы рассчитывают с помощью линейной комбинации, но не ограничиваются этим. Например, значение оценки может быть рассчитано с использованием линейной комбинации величины множества характеристик нескольких фреймов перед и после временного фрейма J, и могут быть рассчитаны с использованием нелинейной функции.
В соответствии с процессом, описанным выше, возможно воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий лучшее качество, благодаря тому, что точность оценки мощности подполосы высокой полосы в вокальной области улучшается по сравнению со случаем, когда предполагается, что только мощность подполосы низкой полосы представляет собой величину характеристики при оценке мощности подполосы высокой полосы, с использованием значения конкретной глубины вокальной области, в качестве величины характеристики, спектр мощности высокой полосы формируют при его оценке, большей, чем у спектра мощности высокой полосы оригинального сигнала и чувство несоответствия может легко восприниматься ухом человека, при использовании способа установки только подполосы низкой 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 низкой полосы.
Здесь разрешение по частоте улучшается, и возможно выразить степень вогнутости только для мощности подполосы низкой 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 низкой полосы, рассчитываемых схемой 14 вычисления величины характеристики увеличивается (64 по 16 раз).
При использовании только мощности подполосы низкой полосы предполагается, что возможно выполнить оценку мощности подполосы высокой полосы с точностью, по существу, равной оценке мощности подполосы высокой полосы, используемой, как величина характеристики, и глубины, описанных выше.
Однако объем расчетов увеличивается при увеличении количества разделений подполос, количества разделений полос и количества значений мощности подполос низкой полосы. Если предполагается, что мощность подполосы высокой полосы может быть оценена с точностью, равной любому способу, способ, в соответствии с которым выполняют оценку мощности подполосы высокой 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 высокой полосы, с использованием глубины и мощности подполосы низкой полосы, но в качестве величины характеристики, используемой при оценке мощности подполосы высокой полосы, одна или больше величин характеристик, описанных выше (мощность подполосы низкой полосы, глубина, вариация по времени мощности подполосы низкой 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 высокой полосы.
Кроме того, как описано выше, во входном сигнале возможно улучшить точность оценки участка, используя конкретный параметр, в котором оценка мощности подполосы высокой полосы является трудноиспользуемой, в качестве величины характеристики, используемой при оценке мощности подполосы высокой полосы. Например, изменение по времени мощности подполосы низкой 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 высокой полосы в области атаки, используя его параметр, как величину характеристики.
Кроме того, даже если оценка мощности подполосы высокой полосы будет выполнена с использованием другой величины характеристики, кроме мощности подполосы низкой полосы и глубины, то есть, изменение по времени мощности подполосы низкой полосы, наклон, изменение по времени наклона и изменение по времени глубины, оценка мощности подполосы высокой 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.
ib
ib
ib
[Способ получения коэффициентов C (kb), D, E]
ib
ib
ib
Далее будет описан способ для получения коэффициентов, C (kb), D и E в Уравнении (13), описанном выше.
ib
ib
ib
ib
ib
ib
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 (kb), D и E, при этом коэффициенты C (kb), D и E становятся соответствующими значениями в отношении различных входных сигналов при оценке мощности подполосы для полосы частотного расширения.
ib
ib
ib
При выполнении изучения коэффициентов C (kb), D и E, 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 высокой полосы, которая выше, чем полоса исходного расширения. Устройство изучения коэффициента выполняет изучение, когда вводят широкополосную инструкцию.
[Пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициента]
ib
ib
ib
На фиг.9 иллюстрируется пример функциональной конфигурации устройство изучения коэффициента, выполняющего инструкцию по коэффициентам C (kb), D и E.
Компонент сигнала низкой полосы, которая ниже, чем полоса исходного расширения сигнала широкополосной инструкции, подаваемого в устройство 20 изучения коэффициента на фиг.9, представляет собой сигнал, кодированный таким же способом, как способ кодирования, выполняемый, когда кодируют входной сигнал, имеющий ограниченную полосу, вводимый в устройство 10 расширения частотной полосы на фиг.3.
Устройство 20 изучения коэффициента включает в себя полосовой фильтр 21, схему 22 вычисления мощности подполосы высокой 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 высокой 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 высокой полосы, которая выше, чем полоса начала расширения.
Схема 22 вычисления мощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность подполосы высокой полосы каждой подполосы для каждого постоянного временного фрейма в отношении множества сигналов подполосы высокой полосы, из полосового фильтра 21, и подает рассчитанное значение мощности подполосы высокой полосы в схему 24 оценки коэффициента.
Схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает ту же величину характеристики, что и величина характеристики, рассчитанная схемой 14 вычисления величины характеристики устройства 10 расширения полосы частот по фиг.3 для тех же соответствующих временных фреймов в постоянные моменты времени, в которые рассчитывают мощность подполосы высокой полосы с помощью схемы 22 вычисления мощности подполосы высокой полосы. Таким образом, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристик, используя, по меньшей мере, один из множества сигналов подполосы из полосового фильтра 21, и сигнал широкополосной инструкции, и подает рассчитанную величину характеристики в схему 24 оценки коэффициента.
Схема 24 оценки коэффициента выполняет оценку коэффициента (данные коэффициента), используемого в схеме 15 оценки мощности подполосы высокой полосы устройства 10 расширения полосы частот по фиг.3 на основе мощности подполосы высокой полосы из схемы 22 вычисления мощности подполосы высокой 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 высокой полосы, которая выше, чем полоса исходного расширения, в схему 22 вычисления мощности подполосы высокой полосы. Кроме того, полосовые фильтры 21-(К+1)-21-(K+N) подают множество сигналов подполосы для низкой полосы, которая ниже, чем полоса исходного расширения, в схему 23 вычисления величины характеристики.
На этапе S12, схема 22 вычисления мощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы каждой подполосы для каждого фрейма постоянного момента времени в отношении множества сигналов подполос высокой полосы из полосовых фильтров 21 (полосовой фильтр 21-1-21-k). Мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы получают с помощью упомянутого выше Уравнения (1). Схема 22 вычисления мощности подполосы высокой полосы подает рассчитанное значение мощности подполосы высокой полосы в схему 24 оценки коэффициента.
На этапе S13, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики для каждого из временных фреймов, как для фрейма постоянного времени, в котором мощность подполосы высокой полосы рассчитывают с помощью схемы 22 вычисления мощности подполосы высокой 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 низкой полосы рассчитывают, как величину характеристики, и будет описано, что четыре значения мощности подполосы и глубину низкой полосы рассчитывают в схеме 23 вычисления величины характеристики устройства 20 изучения коэффициента аналогичным образом.
s
s
Таким образом, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает четыре значения мощности подполосы низкой полосы, используя четыре сигнала подполосы таких же соответствующих четырех сигналов подполос, подаваемых в схему 14 вычисления величины характеристики устройства 10 расширения полосы частот из полосового фильтра 21 (полосовой фильтр 21-(К+1)-21-(К+4)). Кроме того, схема 23 вычисления величины характеристики рассчитывает глубину из сигнала инструкции полосы расширения, и рассчитывает глубину dip (J) на основе Уравнения (12), описанного выше. Кроме того, схема 23 вычисления величины характеристики подает четыре значения мощности подполосы низкой полосы и глубины dip (J), в качестве величины характеристики, в схему 24 оценки коэффициента.
ib
ib
ib
s
ib
ib
ib
s
На этапе S14, схема 24 оценки коэффициента выполняет оценку коэффициентов C (kb), D и E на основе множества комбинаций (eb-sb) мощности подполосы высокой полосы, подаваемых в одни и те же временные фреймы из схемы 22 вычисления мощности подполосы высокой полосы и схемы 23 вычисления величины характеристики и величину характеристики (четыре значения мощности подполосы низкой полосы и глубину dip (J)). Например, схема 24 оценки коэффициента определяет коэффициенты C (kb), D и E в Уравнении (13), делая пять величин характеристики (четыре значения мощности подполосы низкой полосы и глубину dip (J)) пояснительной переменной в отношении одной из подполосы высоких полос, и делая мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы, пояснявшейся переменной и выполняя регрессивный анализ, используя способ наименьших квадратов.
ib
ib
ib
Кроме того, естественно, способ оценки коэффициентов, C (kb), D и E 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 высокой 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.
ib
ib
Кроме того, возможно рассчитывать коэффициенты A (kb) и B 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 высокой полосы рассчитывают по линейной комбинации, такой как четыре значения мощности подполосы низкой полосы и глубины в схеме 15 оценки мощности подполосы высокой полосы устройства 10 расширения полосы частот.
Однако способ для оценки мощности подполосы высокой полосы в схеме 15 оценки мощности подполосы высокой полосы не ограничивается примером, описанным выше. Например, поскольку схема 14 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше из других величин характеристики, кроме глубины (вариация времени мощности подполосы низкой полосы, наклон, вариация времени наклона и вариация времени глубины), мощность подполосы высокой полосы может быть рассчитана, может использоваться линейная комбинация множества величин характеристики множества фреймов перед и после временных фреймов J, или может использоваться нелинейная функция. Таким образом, в процессе изучения коэффициента схема 24 оценки коэффициента может рассчитывать (изучать коэффициент при тех же условиях, что и в отношении величины характеристики, временных фреймов и функции, используемой в случае, когда рассчитывают мощность подполосы высокой полосы, используя схему 15 оценки мощности подполосы высокой полосы устройства 10 расширения диапазона частот.
<2. Второй вариант осуществления>
Во втором варианте осуществления выполняют обработку кодирования и обработку декодирования в способе кодирования характеристики высокой 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 низкой полосы, схему 33 разделения подполос, схему 34 вычисления величины характеристики, схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы, схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы, схему 37 кодирования высокой полосы, схему 38 мультиплексирования и схему 39 декодирования низкой полосы.
Фильтр 31 низкой частоты фильтрует входной сигнал, используя заданную частоту среза, и подает сигнал низкой полосы, которая ниже, чем частота среза (ниже называется сигналом низкой полосы), как сигнал после фильтрации, в схему 32 кодирования низкой полосы, схему 33 разделения подполос и схему 34 вычисления величины характеристики.
Схема 32 кодирования низкой полосы кодирует сигнал низкой полосы из фильтра 31 низкой частоты и подает кодированные данные низкой полосы, полученные из результата, в схему 38 мультиплексирования и в схему 39 декодирования низкой полосы.
Схема 33 разделения подполос равномерно разделяет входной сигнал, и сигнал низкой полосы из фильтра 31 низкой частоты на множество сигналов подполос, имеющих заданную ширину полосы, и подает разделенные сигналы в схему 34 вычисления величины характеристики или в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы. В частности, схема 33 разделения подполос подает множество сигналов подполосы (ниже называется сигналом подполосы низкой полосы), полученных в результате ввода в сигналы низкой полосы, в схему 34 вычисления величины характеристики. Кроме того, схема 33 разделения подполос подает сигнал подполосы (ниже называется сигналом подполосы высокой полосы) высокой полосы, которая выше, чем частота среза, установленная фильтром 31 низкой частоты, среди множества сигналов подполосы, полученных в результате ввода входного сигнала в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
Схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя любой один из множества сигналов подполосы сигнала подполосы низкой полосы из схемы 33 разделения подполос и сигнала низкой полосы из фильтра 31 низкой частоты, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы.
Схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы формирует псевдомощность подполосы высокой полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 34 вычисления величины характеристики и подает полученное значение псевдомощности подполосы высокой полосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает разность псевдомощности подполосы высокой полосы, описанную ниже, на основе сигнала подполосы высокой 'полосы из схемы 33 разделения подполос и псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы, и подает рассчитанное значение разности псевдомощности подполосы высокой полосы в схему 37 кодирования высокой полосы.
Схема 37 кодирования высокой полосы кодирует разность псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы и подает кодированные данные высокой полосы, полученные из этого результата, в схему 38 мультиплексирования.
Схема 38 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкой полосы из схемы 32 кодирования низкой полосы, и кодированные данные высокой полосы из схемы 37 кодирования высокой полосы и выводит в качестве строки выходного кода.
Схема 39 декодирования низкой полосы соответствующим образом декодирует кодированные данные низкой полосы из схемы 32 кодирования низкой полосы и подает декодированные данные, полученные из этого результата, в схему 33 разделения подполос и в схему 34 вычисления величины характеристики.
[Обработка кодирования кодера]
Далее со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.12 будет описана обработка кодирования, выполняемая кодером 30 на фиг.11.
На этапе S111 фильтр 31 низкой частоты фильтрует входной сигнал, используя заданную частоту среза, и подает этот сигнал низкой полосы, как сигнал после фильтрации, в схему 32 кодирования низкой полосы, схему 33 разделения подполос и схему 34 вычисления величины характеристики.
На этапе S112 схема 32 кодирования низкой полосы кодирует сигнал низкой полосы из фильтра 31 низкой частоты и подает кодированные данные низкой полосы, полученные из результата, в схему 38 мультиплексирования.
Кроме того, для кодирования сигнала низкой 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 низкой полосы на множество сигналов подполосы, имеющих заданную ширину полосы. Схема 33 разделения подполос подает сигнал подполосы низкой полосы, полученный путем ввода сигнала низкой полосы, в схему 34 вычисления величины характеристики. Кроме того, схема 33 разделения подполос подает сигнал подполосы высокой полосы для более высокой полосы, чем частота предела полосы, которая установлена фильтром 31 низкой частоты среди множества сигналов подполосы, полученных путем ввода входного сигнала в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
На этапе S114 схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя, по меньшей мере, любой один из множества сигналов подполосы сигнала подполосы низкой полосы из схемы 33 разделения подполос и сигнала низкой полосы из фильтра 31 низкой частоты, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой 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 высокой полосы формирует псевдомощность подполосы высокой полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 34 вычисления величины характеристики и подает сформированное значение псевдомощности подполосы высокой полосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы. Кроме того, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы на фиг.11 имеет, в основном, такую же конфигурацию и функции, как и у схемы 15 оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы рассчитывает разность псевдомощности подполосы высокой полосы на основе сигнала подполосы высокой полосы из схемы 33 разделения подполос и псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы и подает рассчитанную разность псевдомощности подполосы высокой полосы в схему 37 кодирования высокой полосы.
В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность power (ib, J) подполосы (высокой полосы) в фреймах J постоянного времени в отношении сигнала подполосы высокой полосы из схемы 33 разделения подполос.Кроме того, в варианте осуществления настоящего изобретения, все подполосы сигнала подполосы низкой полосы и подполосы сигнала подполосы высокой полосы отличаются индексом ib. Способ расчета мощности подполосы можно применять к тому же способу, что и в первом варианте осуществления, то есть, способу, используемому в Уравнении (1).
diff
diff
Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение разности (разности псевдомощности подполосы высокой полосы) power (ib, J) между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы и псевдомощностью powerih (ib, J) подполосы высокой полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы во временном фрейме J. Разность power (ib, J) псевдомощности подполосы высокой полосы получают с помощью следующего Уравнения (14).
Уравнение 14
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>f</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>l</mi><mi>h</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>*</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>≤</mo><mi>n</mi><mo>≤</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mi>F</mi><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>Z</mi><mi>E</mi><mo>−</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>≤</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mtext>             </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>14</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
В Уравнении (14), индекс sb+1 представляет индекс подполосы самой низкой полосы в сигнале подполосы высокой полосы. Кроме того, индекс eb представляет индекс подполосы самой высокой полосы, кодированной в сигнале подполосы высокой полосы.
Как описано выше, разность псевдомощности подполосы высокой полосы, рассчитанная схемой 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы, подают в схему 37 кодирования высокой полосы.
На этапе S117, схема 37 кодирования высокой полосы кодирует разность псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы и подает кодированные данные высокой полосы, полученные по результату, в схему 38 мультиплексирования.
diff
В частности, схема 37 кодирования высокой полосы определяет вектор, полученный при формировании из разности псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы (ниже называется вектором разности псевдомощности подполосы высокой полосы), которому принадлежит кластер среди множества кластеров в пространстве характеристики заданной разности подполосы псевдомощности высокой полосы. Здесь вектор разности псевдомощности подполосы высокой полосы во временном фрейме J имеет, как элемент вектора, значение разности power (ib, J) псевдомощности подполосы высокой полосы для каждого индекса ib, и представляет вектор с размерностью (eb-sb). Кроме того, пространство характеристики разности псевдомощности подполосы высокой полосы устанавливают, как пространство с размерностью (eb-sb), таким же образом.
Поэтому, схема 37 кодирования высокой полосы измеряет расстояние между множеством каждого представительного вектора из множества заданных кластеров и вектором разности псевдомощности подполосы высокой полосы в пространстве характеристики разности псевдомощности подполосы высокой полосы, получает индекс кластера, имеющий самое короткое расстояние (ниже называется id разности псевдомощности подполосы высокой полосы), и подает полученный индекс, как кодированные данные высокой полосы, в схему 38 мультиплексирования.
На этапе S118, схема 38 мультиплексирования умножает кодированные данные низкой полосы, выводимые из схемы 32 кодирования низкой полосы, и кодированные данные высокой полосы, выводимые из схемы 37 кодирования высокой полосы, и выводит строку выходного кода.
Поэтому, в качестве кодера в способе кодирования характеристики высокой полосы, в выложенной заявке на японский патент №2007-17908 раскрыта технология формирования псевдосигнала подполосы высокой полосы из сигнала подполосы низкой полосы, путем сравнения псевдо сигнала подполосы высокой полосы и мощности сигнала подполосы высокой полосы друг с другом для каждой подполосы, рассчитывают усиление мощности для каждой подполосы так, чтобы оно соответствовало псевдомощности сигнала подполосы высокой полосы, до мощности сигнала подполосы высокой полосы, и обеспечивают включение рассчитанного усиления в строку кода, в качестве информации о характеристике высокой полосы.
В соответствии с обработкой, описанной выше, только Id разности псевдомощности подполосы высокой полосы может быть включен в выходную строку кода, как информация для оценки мощности подполосы высокой полосы при декодировании. Таким образом, например, если количество заданных кластеров равно 64, в качестве информации для восстановления сигнала высокой 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 низкой полосы может вводить сигнал низкой полосы, полученный в результате декодирования кодированных данных низкой полосы из схемы 32 кодирования низкой полосы в схему 33 разделения подполос, и схему 34 вычисления величины характеристики, если существует запас по величине характеристики. При обработке декодирования, выполняемой декодером, рассчитывают величину характеристики из сигнала низкой полосы, декодируя кодированные данные низкой полосы, и мощность подполосы высокой полосы оценивают на основе величины характеристики. Поэтому, при обработке кодирования, даже если разность id псевдомощности подполосы высокой полосы, рассчитанная на основе величины характеристики из декодируемого сигнала низкой полосы, будет включена в строку кодирования, при обработке декодирования декодером, может быть получена оценка мощности подполосы высокой 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 низкой полосы, схему 43 разделения подполос, схему 44 вычисления величины характеристики и схему 45 декодирования высокой полосы, схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы, схему 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы и схему 48 синтеза.
Схема 41 демультиплексирования выполняет демультиплексирование строки входного кода, получает кодированные данные высокой полосы и кодированные данные низкой полосы, и подает кодированные данные низкой полосы в схему 42 декодирования низкой полосы, и подает кодированные данные высокой полосы в схему 45 декодирования высокой полосы.
Схема 42 декодирования низкой полосы выполняет декодирование кодированных данных низкой полосы из схемы 41 демультиплексирования. Схема 42 декодирования низкой полосы подает сигнал низкой полосы, полученный из результата декодирования (ниже называется декодируемым сигналом низкой полосы) в схему 43 разделения подполос, схему 44 вычисления характеристики и схему 48 синтеза.
Схема 43 разделения подполос равномерно разделяет декодированный сигнал низкой полосы из схемы 42 декодирования низкой полосы на множество сигналов подполосы, имеющих заданную ширину полосы, и подает сигнал подполосы (декодированный сигнал подполосы низкой полосы) в схему 44 вычисления величины характеристики и в схему 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы.
Схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики, используя любой из множества сигналов подполосы из декодированных сигналов подполосы низкой полосы из схемы 43 разделения подполос, и декодированного сигнала низкой полосы из схемы 42 декодирования низкой полосы, и подает рассчитанные величины характеристики в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы.
Схема 45 декодированной высокой полосы декодирует кодированные данные высокой полосы из схемы 41 демультиплексирования и подает коэффициент (ниже называется коэффициентом оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы) для оценки мощности подполосы высокой полосы, используя id разности псевдомощности подполосы высокой полосы, полученный из результата, который подготавливают для каждого заданного id (индекса), в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы.
Схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокой полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 44 вычисления величины характеристики и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы из схемы 45 декодирования высокой полосы и подает рассчитанную декодированную мощность подполосы высокой полосы в схему 47 формирования сигнала декодированного сигнала высокой полосы.
Схема 47 декодированного сигнала высокой полосы формирует декодированный сигнал высокой полосы на основе декодированного сигнала подполосы низкой полосы из схемы 43 разделения подполос и декодированной мощности подполосы высокой полосы из схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы и подает сформированные сигнал и мощность в схему 48 синтеза.
Схема 48 синтеза синтезирует декодированный сигнал низкой полосы из схемы 42 декодирования низкой полосы и декодированный сигнал высокой полосы из схемы 47 формирования декодированного сигнала высокой 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 высокой полосы и в кодированные данные низкой полосы, подает эти кодированные данные низкой полосы в схему 42 декодирования низкой полосы и подает кодированные данные высокой полосы в схему 45 декодирования высокой полосы.
На этапе S132, схема 42 декодирования низкой полосы декодирует кодированные данные низкой полосы из схемы 41 демультиплексирования и подает декодированный сигнал низкой полосы, полученный в результате, в схему 43 разделения подполос, схему 44 вычисления величины характеристики и в схему 48 синтеза.
На этапе S133, схема 43 разделения подполос равно разделяет декодированный сигнал низкой полосы из схемы 42 декодирования низкой полосы на множество сигналов подполосы, имеющих заданную ширину полосы, и подает полученный декодированный сигнал подполосы низкой полосы в схему 44 вычисления величины характеристики и схему 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы.
На этапе S134, схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает одну или больше величин характеристики из любого одного из множества сигналов подполосы декодированных сигналов подполосы низкой полосы из схемы 43 разделения подполос и декодированного сигнала низкой полосы их схемы 42 декодирования низкой полосы, и подает эти сигналы в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой 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 высокой полосы декодирует кодированные данные высокой полосы из схемы 41 демультиплексирования и подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, приготовленный для каждого заданного id (индекса), используя id разности псевдомощности подполосы высокой полосы, полученный из результата, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы.
На этапе S136, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокой полосы на основе одной или больше величин характеристики из схемы 44 вычисления характеристики и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы из схемы 45 декодирования высокой полосы и подает мощность в схему 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы. Кроме того, после декодирования высокой полосы, схема 46 вычисления декодирования подполосы высокой полосы по фиг.13 имеет такую же конфигурацию и функции, как у схемы 15 оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы выводит декодированный сигнал высокой полосы на основе декодированного сигнала подполосы низкой полосы из схемы 43 разделения подполос и декодированной мощности подполосы высокой полосы из схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы. Кроме того, поскольку схема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы по фиг.13, в основном, имеет такую же конфигурацию и функцию, как и у схемы 16 формирования сигнала высокой полосы по фиг.3, и обработка на этапе S137 совпадает с обработкой на этапе S6, блок-схемы последовательности операций на фиг.4, подробное их описание исключено.
На этапе S138, схема 48 синтеза синтезирует декодированный сигнал низкой полосы из схемы 42 декодирования низкой полосы и декодированный сигнал высокой полосы из схемы 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы и выводит синтезированный сигнал, как выходной сигнал.
В соответствии с описанной выше обработкой, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокой полосы, и, таким образом, становится возможным воспроизводить музыкальные сигналы, имеющие хорошее качество при декодировании, используя коэффициент оценки мощности подполосы высокой полосы при декодировании, в ответ на характеристику разности между псевдомощностью подполосы высокой полосы, рассчитанной заранее при кодировании, и фактической мощностью подполосы высокой полосы.
Кроме того, в соответствии с обработкой, поскольку информация для формирования сигнала высокой полосы, включенная в кодовую строку, имеет только id разности псевдомощности подполосы высокой полосы, возможно эффективно выполнять обработку декодирования.
Как описано выше, хотя обработка кодирования и обработка декодирования, в соответствии с настоящим изобретением, были описаны ниже, далее будет описан способ расчета каждого представительного вектора из множества кластеров в конкретном пространстве заданной разности псевдомощности подполосы высокой полосы в схеме 37 кодирования высокой полосы кодера 30 на фиг.11 и коэффициента оценки декодированной псевдомощности подполосы высокой полосы, выводимой схемой 45 декодирования высокой полосы декодера 40 на фиг.13.
[Способ расчета для расчета представительного вектора множества кластеров в конкретном пространстве разности псевдомощности подполосы высокой полосы и декодирования коэффициента оценки мощности подполосы высокой полосы, соответствующей каждому кластеру]
В качестве способа получения представительного вектора множества кластеров и коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы каждого кластера, необходимо подготовить коэффициент для оценки мощности подполосы высокой полосы с высокой точностью при декодировании в ответ на рассчитанный вектор разности псевдомощности подполосы высокой 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 высокой полосы каждого кластера.
Предпочтительно, чтобы компонент сигнала для сигнала широкополосной инструкции, вводимый в устройство 50 изучения коэффициента по фиг.15 и на частоте среза или меньше, установленный фильтром 31 низкой частоты кодера 30, представлял собой декодированный сигнал низкой полосы, в котором входной сигнал в кодер 30 проходит через фильтр 31 низкой частоты, который кодирован схемой 32 кодирования низкой полосы и который декодируется схемой 42 декодирования низкой 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 высокой полосы, схему 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы, схему 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокой 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 высокой 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 высокой полосы в кодере 30 по фиг.11, их описание соответствующим образом исключено.
Другими словами, хотя схема 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы обеспечивает ту же конфигурацию и функцию, как и у схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы на фиг.11, рассчитанную разность псевдомощности подполосы высокой полосы подают в схему 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокой полосы, и мощность подполосы высокой полосы, рассчитанную при расчете разности псевдомощности подполосы высокой полосы, подают в схему 57 оценки коэффициента.
Схема 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокой полосы разделяет на кластеры вектор разности псевдомощности подполосы высокой полосы, полученный из разности псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы и, рассчитывает представительный вектор в каждом кластере.
Схема 57 оценки коэффициента рассчитывает коэффициент оценки мощности подполосы высокой полосы для каждого кластера, разделенного на кластеры схемой 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокой полосы на основе мощности подполосы высокой полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой 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 высокой полосы разделяет на кластеры множество векторов разности псевдомощности подполосы высокой полосы (большое количество временных фреймов), полученной из разности псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы на 64 кластера и рассчитывает представительный вектор для каждого кластера. В качестве примера способа разделения на кластеры, например, применяется способ разделения на кластеры по k состояниям. Схему 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокой полосы устанавливают в центральный вектор каждого кластера, полученного из результата выполнения разделения на кластеры с использованием способа по k состояниям на представительный вектор каждого кластера. Кроме того, способ разделения на кластеры или количество кластеров не ограничивается этим, но могут применяться другие способы.
Кроме того, схема 56 разделения на кластеры разности псевдомощности подполосы высокой полосы, измеряет расстояния между 64 представительными векторами и вектором разности псевдомощности подполосы высокой полосы, полученными из разности псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой 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 высокой 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 высокой 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 высокой полосы и величины характеристики, подаваемых в одни и те же временные фреймы из схемы 55 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы и схемы 53 оценки величины характеристики. Способ для расчета коэффициента схемой 57 оценки коэффициента идентичен способу, выполняемому схемой 24 оценки коэффициента устройства 20 изучения коэффициента по фиг.9. Однако может использоваться другой способ.
В соответствии с описанной выше обработкой, путем использования заданного сигнала широкополосной инструкции, поскольку изучение каждого представительного вектора из множества кластеров в конкретном пространстве разности псевдомощности подполосы высокой полосы, заранее определено в схеме 37 кодирования высокой полосы кодера 30 на фиг.11, и выполняется изучение для декодированного коэффициента оценки мощности подполосы, выводимого схемой 45 декодирования высокой полосы декодера 40 на фиг.13, становится возможным получить требуемый выходной результат для различных входных сигналов, подаваемых в кодер 30, и различных входных кодовых строк, подаваемых в декодер 40, и при этом возможно воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий высокое качество.
Кроме того, что касается кодирования и декодирования сигнала, данные коэффициента для расчета мощности подполосы высокой полосы в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы кодера 30 и в схеме 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой 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 р коэффициента для джаза записаны в заголовок.
Множество данных коэффициента, описанных выше, может быть легко изучено заранее по сигналу музыки того же вида, и кодер 30 может выбирать данные коэффициента из информации жанра, записанной в заголовке входного сигнала. Кроме того, жанр определяют путем выполнения анализа формы колебаний сигнала, и могут быть выбраны данные коэффициента. Таким образом, способ анализа жанра сигнала не ограничивается чем-либо конкретным.
Когда позволяет время расчета, кодер 30 оборудован устройством изучения, описанным выше, и, таким образом, обработку выполняют, используя коэффициент, специализированный для сигнала и, как представлено в кодовой строке С на фиг.17, в конечном итоге, также возможно записывать коэффициент в заголовок.
Преимущество использования способа будет описано ниже.
Форма мощности подполосы высокой 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 высокой полосы каждого входного сигнала по-отдельности, уменьшается избыточность, из-за аналогичного положения мощности подполосы высокой полосы, в результате чего улучшается эффективность кодирования. Кроме того, становится возможным выполнить оценку мощности подполосы высокой полосы с более высокой точностью, чем при изучении коэффициента для оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы выводят из кодера 30 в декодер 40, как кодированные данные высокой полосы, индекс коэффициента для получения декодированного коэффициента оценки мощности подполосы высокой полосы может быть установлен в кодированных данных высокой полосы.
В этом случае, кодер 30, например, выполнен, как показано на фиг.18. Кроме того, на фиг.18 части, соответствующие частям на фиг.11, имеют такие же номера ссылочных позиций, и их описание соответствующим образом исключено.
Кодер 30 на фиг.18 является таким же, за исключением того, что кодер 30 на фиг.11 и схема 39 декодирования низкой полосы не предусмотрены, а в остальном являются теми же.
В кодере 30 по фиг.18, схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность подполосы низкой полосы, как величину характеристики, используя сигнал подполосы низкой полосы, подаваемый из схемы 33 разделения подполос, и подает в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы.
Кроме того, в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы множество коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, полученных в результате заданного регрессионного анализа, сопоставляют с индексом коэффициента, устанавливающим коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, предназначенной для записи.
ib
ib
ib
ib
В частности, наборы коэффициентов A (kb) и коэффициентов B для каждой подполосы, используемых при выполнении уравнения (2), описанного выше, подготавливают заранее, как коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы. Например, коэффициент A (kb) и коэффициент B рассчитывают с помощью регрессионного анализа, используя способ наименьших квадратов, путем установки мощности подполосы низкой полосы для пояснявшейся переменной и мощности подполосы высокой полосы для переменной, пояснявшейся заранее. При регрессионном анализе входной сигнал, включающий в себя сигнал подполосы низкой полосы и сигнал подполосы высокой полосы, используют, как сигнал широкополосной инструкции.
Схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает псевдомощность подполосы высокой полосы для каждой подполосы на стороне высокой полосы, используя коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы и величину характеристики из схемы 34 вычисления величины характеристики для каждого записанного коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы и подает мощность подполосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы сравнивает мощность подполосы высокой полосы, полученную из сигнала подполосы высокой полосы, подаваемого из схемы 33 разделения подполос, с псевдомощностью подполосы высокой полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы.
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы подает индекс коэффициента для коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, в котором получают псевдомощность подполосы высокой полосы, близкую к наибольшей псевдомощности подполосы высокой полосы, среди результатов сравнения и множества коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, в схему 37 кодирования высокой полосы. Таким образом, получают индекс коэффициентов для коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, из которого получают сигнал высокой полосы входного сигнала, предназначенного для воспроизведения при декодировании, который представляет собой декодированный сигнал высокой 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 S 113 на фиг.12. Поэтому, ее описание здесь исключено.
На этапе S184, схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, используя сигнал подполосы низкой полосы из схемы 33 разделения подполос и подает величину характеристики в схему 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы.
В частности, схема 34 вычисления величины характеристики рассчитывает, как величину характеристики, мощность power (ib, J) подполосы низкой полосы для фреймов J (где, 0≤J) в отношении каждой подполосы ib (где, sb-3≤ib≤sb) на стороне низкой полосы, выполняя операцию в соответствии с Уравнением (1), описанным выше. Таким образом, мощность power (ib, J) подполосы низкой полосы рассчитывают, путем оцифровки среднеквадратичного значения для значения выборки каждой выборки сигнала подполосы низкой полосы, составляющего фреймы J.
На этапе S185, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает псевдомощность подполосы высокой полосы на основе величины характеристики, подаваемой из схемы 34 вычисления величины характеристики, и подает псевдомощность подполосы высокой полосы в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
ib
ib
Например, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы заранее рассчитывает псевдомощность powerest (ib, J), подполосы высокой полосы, в соответствии с упомянутым выше Уравнением (2), используя коэффициент A (kb) и коэффициент B, записанный как декодированный коэффициент мощности подполосы высокой полосы, и оценку псевдомощности powerest (ib, J) подполосы высокой полосы, которая соответствует операции упомянутого выше Уравнения (2), используя мощность power (kb, J) подполосы низкой полосы (где, sb-s≤kb≤sb).
ib
ib
Таким образом, коэффициент, A (kb) для каждой подполосы умножает мощность power (kb, J) подполосы низкой полосы (kb, J) каждой подполосы на стороне низкой полосы, подаваемую, как величина характеристики, и коэффициент B добавляют к сумме мощности подполосы низкой полосы, в результате чего коэффициент умножают и затем он становится псевдомощностью powerest (ib, J) подполосы высокой полосы. Такую псевдомощность подполосы высокой полосы рассчитывают для каждой подполосы на стороне высокой полосы, в которой индекс равен от sb+1 до eb.
Кроме того, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы выполняет расчет псевдомощности подполосы высокой полосы для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, записанного заранее. Например, предполагается, что индекс коэффициента позволяет заранее подготавливать от 1 до К (где, 2≤К) декодирований коэффициента оценки подполосы высокой полосы. В этом случае, псевдомощность подполосы высокой полосы каждой подполосы рассчитывают для каждого из К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
На этапе S186, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает разность псевдомощности подполосы высокой полосы на основе сигнала подполосы высокой полосы из схемы 33 разделения подполос, и псевдомощности подполосы высокой полосы из схемы 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы.
В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы не выполняет ту же операцию, что Уравнение (1), описанное выше, и рассчитывает мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы в фреймах J в отношении сигнала подполосы высокой полосы из схемы 33 разделения подполос. Кроме того, в варианте осуществления, всю подполосу сигнала подполосы низкой полосы и сигнала подполосы высокой полосы различают, используя индекс ib.
est
Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выполняет ту же операцию, что и в Уравнение (14), описанном выше, и рассчитывает разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы в фреймах J и псевдомощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы. В этом случае, разность powerdiff (ib, J) псевдомощности подполосы высокой полосы получают для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы в отношении каждой подполосы на стороне высокой полосы, индекс которого находится от sb+1 до eb.
На этапе S187, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (15) для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы и рассчитывает сумму квадратов разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
Уравнение 15
<mrow><mi>E</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><msup><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>f</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mstyle><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>15</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
diff
diff
diff
Кроме того, в Уравнении (15) сумму квадратов для разности Е (J, id) получают в отношении коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, в котором индекс коэффициента составляет id и фреймов J. Кроме того, в Уравнении (15), power (ib, J, id) получают в отношении коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, в которой индекс коэффициента представляет собой id декодированную мощность подполосы высокой полосы и представляет собой разность псевдомощности подполосы высокой полосы (power (ib, J)) для разности power (ib, J) псевдомощности подполосы высокой полосы фреймов J подполосы, индекс которой составляет ib. Сумму квадратов разности Е (J, id) рассчитывают в отношении количества К каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
Сумма квадратов для разности Е (J, id), полученная выше, представляет аналогичную степень мощности подполосы высокой полосы, рассчитанную из фактического сигнала высокой полосы и псевдомощность подполосы высокой полосы, рассчитанную с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, и этот индекс коэффициента представляет собой id.
Таким образом, ошибка значения оценки показана в отношении истинного значения мощности подполосы высокой полосы. Поэтому, чем меньше сумма квадратов для разности Е (J, id), тем больше декодированный сигнал высокой полосы, закрытый фактическим сигналом высокой полосы, получают в результате операции, с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы. Таким образом, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой 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 высокой полосы выбирает сумму квадратов для разности, имеющей минимальное значение среди К сумм квадратов для разности Е (J, id), и подает индекс коэффициента, представляющий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, соответствующий сумме квадратов для разности, в схему 37 кодирования высокой полосы.
На этапе S188, схема 37 кодирования высокой полосы кодирует индекс коэффициента, подаваемый из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы, и подает полученные кодированные данные высокой, полосы в схему 38 мультиплексирования.
Например, на этапе S188, выполняют энтропийное кодирование и т.п. в отношении индекса коэффициента. Поэтому, количество информации для кодированных данных высокой полосы, выводимых в декодер 40, может быть сжато. Кроме того, если кодированные данные высокой полосы представляют собой информацию о том, что получают оптимальный коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, любая информация является предпочтительной; например, индекс может представлять собой кодированные данные высокой полосы, в том виде, как он есть.
На этапе S189, схема 38 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкой полосы, подаваемые из схемы 32 кодирования низкой полосы, и кодированные данные высокой полосы, подаваемые из схемы 37 кодирования высокой полосы, и выводит строку выходного кода, и процесс кодирования заканчивается.
Как описано выше, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, наиболее пригодный для обработки, может быть получен путем вывода кодированных данных высокой 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 низкой полосы из схемы 42 декодирования низкой полосы подают в схему 44 вычисления величины характеристики.
ib
ib
В декодере 40 по фиг.20, схема 45 декодирования высокой полосы записывает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, идентичный коэффициенту оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, в котором заранее записана схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы по фиг.18. Таким образом, набор коэффициента A (kb) и коэффициента B, в качестве коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, в результате регрессионного анализа, записывают, в соответствии с индексом коэффициента.
Схема 45 декодирования высокой полосы декодирует кодированные данные высокой полосы, подаваемые из схемы 41 демультиплексирования, и подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным из результата, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой 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 из кодера 30, подают, как строку входного кода, в декодер 40. Кроме того, поскольку обработка на этапе S211 - этапе S213 идентична представленной на этапе S131 - этап S133 на фиг.14, ее описание исключено.
На этапе S214, схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики, используя декодированный сигнал подполосы низкой полосы, из схемы 43 разделения подполос, и подает в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы. Подробнее схема 44 вычисления величины характеристики рассчитывает величину характеристики для мощности power (ib, J) подполосы низкой полосы для фреймов J (no, 0≤J), при выполнении операции по Уравнению (1), описанному выше в отношении каждой ib подполосы на стороне низкой полосы.
На этапе S215, схема 45 декодирования высокой полосы выполняет декодирование кодированных данных высокой полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования, и подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным по результату, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы. Таким образом, выводят коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, который обозначен индексом коэффициента, полученным в результате декодирования в множестве коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, записанных заранее в схему 45 декодирования высокой полосы.
На этапе S216, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокой полосы на основе величины характеристики, подаваемой из схемы 44 вычисления величины характеристики, и декодирует коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, подаваемый из схемы 45 декодирования высокой полосы, и подает ее в схему 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы.
ib
ib
Таким образом, схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы выполняет операцию по Уравнению (2), описанному выше, используя коэффициент A (kb), в качестве коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы и мощности power (kb, J) подполосы низкой полосы, и коэффициента B (где, sb-3≤kb≤sb), как величину характеристики, и рассчитывает декодированную мощность подполосы высокой полосы. Поэтому, декодированную мощность подполосы высокой полосы получают в отношении каждой подполосы на стороне высокой полосы, с индексом от sb+1 до eb.
На этапе S217, схема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы формирует декодированный сигнал высокой полосы на основе декодированного сигнала подполосы низкой полосы, подаваемого из схемы 43 разделения подполос, и декодированной мощности подполосы высокой полосы, подаваемой из схемы 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы.
Более подробно, схема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы выполняет операцию, в соответствии с описанным выше Уравнением (1), используя декодированный сигнал подполосы низкой полосы, и рассчитывает мощность подполосы низкой полосы в отношении каждой подполосы на стороне низкой полосы. Кроме того, схема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы рассчитывает коэффициент G (ib, J) усиления для каждой подполосы на стороне высокой полосы, выполняя операцию в соответствии с Уравнением (3), описанным выше, используя мощность подполосы низкой полосы и полученную декодированную мощность подполосы высокой полосы.
Кроме того, схема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы формирует сигнал х3 (ib, n) подполосы высокой полосы, путем выполнения операции по Уравнениям (5) и (6), описанным выше, используя коэффициент G (ib, J) усиления и декодированный сигнал подполосы низкой полосы в отношении каждой подполосы стороны высокой полосы.
Таким образом, схема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы выполняет амплитудную модуляцию декодированного сигнала х (ib, n) подполосы высокой полосы в ответ на отношение мощности подполосы низкой полосы для декодированной мощности подполосы высокой полосы и, таким образом, выполняет частотную модуляцию полученного декодированного сигнала (х2 (ib, n) подполосы низкой полосы. Поэтому, сигнал частотного компонента подполосы на стороне низкой полосы преобразуют в сигнал частотного компонента подполосы на стороне высокой полосы, и получают сигнал х3 (ib, n) подполосы высокой полосы.
Как описано выше, обработка для получения сигнала подполосы высокой 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 низкой полосы) был составлен из четырех подполос, в которых индекс, присутствовавший на низкой стороне, составляет от sb до sb-3. В этом случае, например, полоса, включающая в себя подполосу, в которой индекс стороны высокой полосы включает в себя от sb+1 до sb+4, представляет собой один блок полосы. Кроме того, сторона высокой полосы, то есть, блок полосы, включающий в себя подполосу, в которой индекс составляет sb+1 или больше, в частности, называется блоком высокой полосы.
Кроме того, обращается внимание на одну подполосу, составляющую блок высокой полосы, и формируют сигнал подполосы высокой полосы для этой подполосы (ниже называется подполосой внимания). Вначале, схема 47 формирования декодирования сигнала высокой полосы устанавливает подполосу блока низкой полосы, которая имеет то же соотношение положения для положения подполосы внимания в блоке высокой полосы.
Например, если индекс подполосы внимания представляет собой sb+1, подполосу блока низкой 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 высокой полосы.
Как описано выше, подполоса, если подполоса для подполосы блока низкой полосы, имеющей ту же взаимосвязь положений, что и подполоса внимания, является специфичной, используют мощность подполосы низкой полосы и декодированного сигнала подполосы низкой полосы и декодированной мощности подполосы высокой полосы, и формируют сигнал подполосы высокой полосы для подполосы внимания.
Таким образом, декодированную мощность подполосы высокой полосы и мощность подполосы низкой полосы подставляют в Уравнение (3), таким образом, что рассчитывают коэффициент усиления в соответствии с ее степенью мощности. Кроме того, рассчитанный коэффициент усиления умножают на декодированный сигнал подполосы низкой полосы, декодированный сигнал подполосы низкой полосы, умноженный на коэффициент усиления, устанавливают, как частотную модуляцию, посредством операции Уравнения (6), которую устанавливают, как сигнал подполосы высокой полосы для подполосы внимания.
При обработке получают сигнал подполосы высокой полосы каждой подполосы на стороне высокой полосы. Кроме того, схема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы выполняет Уравнение (7), описанное выше, для получения суммы каждого из сигналов подполосы высокой полосы и для формирования декодированного сигнала высокой полосы. Сема 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы подает полученный декодированный сигнал высокой полосы в схему 48 синтеза, и обработка переходит с этапа S217 на этап S218 и затем обработка декодирования заканчивается.
На этапе S218, схема 48 синтеза синтезирует декодированный сигнал низкой полосы из схемы 42 декодирования низкой полосы и декодированный сигнал высокой полосы из схемы 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы и выводит, как выходной сигнал.
Как описано выше, поскольку декодер 40 получил индекс коэффициента из кодированных данных высокой полосы, полученных в результате демультиплексирования входной строки кода, и рассчитывает декодированную мощность подполосы высокой полосы с использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, путем использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, обозначенного индексом коэффициента, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы. Однако, может быть включена другая информация.
Например, если индекс коэффициента включен в кодированные данные высокой полосы, коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, который представляет декодированную мощность подполосы высокой полосы, ближайшую к мощности подполосы высокой полосы фактического сигнала высокой полосы, передают, как уведомление, на сторону декодера 40.
diff
Поэтому, фактическая мощность подполосы высокой полосы (истинное значение) и декодированная мощность подполосы высокой полосы (значение оценки), полученные из декодера 40, формируют разность, по существу, равную разности power (ib, J) псевдомощности подполосы высокой полосы, рассчитанную в схеме 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
Здесь, если индекс коэффициента и разность псевдомощности подполосы высокой полосы в подполосе будут включены в кодированные данные высокой полосы, ошибка декодируемой мощности подполосы высокой полосы в отношении фактической мощности подполосы высокой полосы становится приблизительно известной на стороне 40 декодера. Если так, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокой полосы, используя эту разность.
Обработка кодирования и обработка декодирования, в случае, когда разность псевдомощности подполосы высокой полосы включены в кодированные данные высокой 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 S 186 на фиг.19. Поэтому, ее описание исключено.
На этапе S247, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выполняет операцию Уравнения (15), описанного выше, для расчета суммы Е (J, id) квадратов для разности для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выбирает сумму квадратов для разности, где сумма квадратов для разности установлена, как минимум, в сумме квадратов для разности среди суммы Е (J, id) квадратов для разности и подает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, соответствующий сумме квадрата для разности, в схему 37 кодирования высокой полосы.
diff
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы подает разность power (ib, J) псевдомощности подполосы высокой полосы в каждую подполосу, полученную в отношении коэффициента оценки декодируемой мощности подполосы высокой полосы, соответствующей выбранной сумме квадратов остаточной ошибки, в схему 37 кодирования высокой полосы.
На этапе S248, схема 37 кодирования высокой полосы кодирует индекс коэффициента и разность псевдомощности подполосы высокой полосы, подаваемую из схемы 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы, и подает кодированные данные высокой полосы, полученные из результата, в схему 38 мультиплексирования.
Поэтому, разность псевдомощности подполосы высокой полосы для каждой мощности подполосы на стороне высокой полосы, где индекс представляет собой от sb+1 до eb, то есть, разность оценки мощности подполосы высокой полосы подают, как кодированные данные высокой полосы, в декодер 40.
Если кодированные данные высокой 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 высокой полосы будет включена в кодированные данные высокой полосы, становится возможным улучшить точность оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы выполняет декодирование кодированных данных высокой полосы, подаваемых из схемы 41 демультиплексирования. Кроме того, схема 45 декодирования высокой полосы подает коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, обозначенный индексом коэффициента, полученным в результате декодирования, и разность псевдомощности подполосы высокой полосы для каждой подполосы, полученную путем декодирования, в схему 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы.
На этапе S276 схема 46 вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы рассчитывает декодированную мощность подполосы высокой полосы на основе величины характеристики, подаваемой из схемы 44 вычисления величины характеристики, и коэффициент 216 оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, подаваемый из схемы 45 декодирования высокой 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 высокой полосы добавляет разность псевдомощности подполосы высокой полосы, переданную в схему 45 декодирования высокой полосы, к декодированной мощности подполосы высокой полосы, и подает результат суммирования, как окончательную декодированную мощность подполосы высокой полосы, в схему 47 формирования декодированного сигнала высокой полосы.
Таким образом, разность псевдомощности подполосы высокой полосы в одной и той же подполосе суммируют с декодированной мощностью подполосы высокой полосы каждой расчетной подполосы.
Кроме того, после этого выполняют обработку на этапе S278 и этапе S279, и обработка декодирования заканчивается. Однако эта обработка идентична этапу S217 и этапу S218 по фиг.21. Поэтому, ее описание исключено.
Выполняя описанное выше, декодер 40 получает индекс коэффициента и псевдомощность подполосы высокой полосы из кодированных данных высокой полосы, полученных в результате демультиплексирования строки входного кода. Кроме того, декодер 40 рассчитывает декодированную мощность подполосы высокой полосы, используя коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, обозначенный индексом коэффициента, и разность псевдомощности подполосы высокой полосы. Поэтому, становится возможным улучшить точность мощности подполосы высокой полосы, и воспроизводить музыкальный сигнал, имеющий высокое качество звука.
Кроме того, разность значения оценки мощности подполосы высокой полосы формируется между кодером 30 и декодером 40, то есть, разность (ниже называется оценкой разности между устройством) между псевдомощностью подполосы высокой полосы и декодированной мощностью подполосы высокой полосы может быть учтена.
В этом случае, например, разность псевдомощности подполосы высокой полосы, используемая в качестве кодированных данных высокой полосы, корректируется по оценке разности между устройствами, и оценка разности между устройствами включена в кодированные данные высокой полосы, при этом разность псевдомощности подполосы высокой 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 высокой полосы. Поэтому, становится возможным получить декодированный сигнал высокой полосы, замкнутый в фактический сигнал высокой полосы.
<5. Пятый вариант осуществления>
Кроме того, в кодере 30 на фиг.18 описано, что схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой 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 высокой полосы и псевдомощности подполосы высокой 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 высокой полосы каждой подполосы рассчитывают для каждого количества К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
На этапе S306, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение оценки Res (id, J), используя текущий фрейм J, обрабатываемый для каждого количества К коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
Более подробно, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы в фреймах J, выполняя ту же операцию, что и в Уравнении (1), описанном выше, используя сигнал подполосы высокой полосы каждой подполосы, подаваемой из схемы 33 разделения подполос.Кроме того, в варианте осуществления настоящего изобретения, возможно различать все подполосы сигнала подполосы низкой полосы и подполосы высокой полосы, используя индекс ib.
std
Если мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы будет получена, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (16) и рассчитывает остаточный квадрат среднеквадратичного значения Res (id, J).
Уравнение 16
<mrow><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><msup><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mstyle><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>16</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
std
rest
Таким образом, разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы (ib, J) и псевдомощностью powerest (ib, id, J) подполосы высокой полосы получают в отношении каждой подполосы на стороне высокой полосы, где индекс представляет собой от sb+1 до eb, и квадрат суммы для этой разности становится остаточным среднеквадратичным значением Res (id, J). Кроме того, псевдомощность power (ibh, id, J) подполосы высокой полосы обозначает псевдомощность подполосы высокой полосы для фреймов J подполосы, где индекс составляет ib, который получают в отношении коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, где индекс равен ib.
max
И снова, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (17) и рассчитывает остаточное максимальное значение Res (id, J).
Уравнение 17
<mrow><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><msub><mrow><mi>max</mi></mrow><mrow><mi>i</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo>{</mo><mo>|</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>|</mo><mo>}</mo><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>17</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
ib
est
est
max
Кроме того, в Уравнении (17), max{|power(ib, J)-power(ib, id, J)|} обозначает максимальное значение среди абсолютного значения разности между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы каждой подполосы, где индекс находится в дипазоне от sb+1 до eb, и псевдомощность powerest (ib, id, J) подполосы высокой полосы. Поэтому, максимальное значение абсолютного значения разности между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы в фреймах J и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы устанавливается, как остаточное максимальное значение Res (id, J) разности.
ave
Кроме того, схема 36 разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (18) и рассчитывает остаточное среднее значение Res (id, J).
Уравнение 18
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mo>|</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mo>{</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>}</mo></mrow></mstyle></mrow><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>                   </mtext><mo>/</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>|</mo><mtext>                                                       </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>18</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
ave
ave
Таким образом, для каждой подполосы на стороне высокой полосы, в которой индекс представляет собой от sb+1 до eb, получают разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы фреймов J и псевдомощностью powerest (ib, id, J) подполосы высокой 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 высокой полосы устанавливают, как остаточное среднее значение Res (id, J). Остаточное среднее значение Res (id, J) обозначает размер среднего значения ошибки оценки каждой подполосы символ, которой учитывается.
std
ave
Кроме того, если остаточное среднеквадратичное значение Res (id, J), остаточное максимальное значение Resmax (id, J) разности и остаточное среднее значение Res (id, J) будут получены, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (19) и рассчитывает окончательное значение оценки Res (id, J).
Уравнение 19
<mrow><mi>Re</mi><mi>s</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><msub><mi>W</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo>×</mo><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><msub><mi>W</mi><mrow><mi>a</mi><mi>w</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo>×</mo><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>19</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
std
max
ave
max
ave
Таким образом, остаточное среднеквадратичное значение Res (id, J), остаточное максимальное значение Resmax (id, J) и остаточное среднее значение Resave (id, J) суммируют с весом и устанавливают, как окончательное значение Res (id, J) оценки. Кроме того, в Уравнении (19), W и W представляют собой заданный вес и, например, W=0,5, W=0,5.
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выполняет описанную выше обработку и рассчитывает значение Res (id, J) оценки для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, то есть, числа К индекса id коэффициента.
На этапе S307, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой 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 высокой полосы, рассчитанной из фактического сигнала высокой полосы, и псевдомощностью подполосы высокой полосы, рассчитанной с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, который представляет собой индекс id коэффициента. Таким образом, обозначается размер ошибки оценки компонента высокой полосы.
В соответствии с этим, по мере того, как оценка Res (id, J) становятся низкой, декодированный сигнал высокой полосы, расположенной ближе к фактическому сигналу высокой полосы получают в результате операции, с использованием коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы. Поэтому, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выбирает значение оценки, которое установлено, как минимальное значение среди числа К значений оценки Res (id, J) и подает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, соответствующий значению оценки, в схему 37 кодирования высокой полосы.
Если индекс коэффициента выводят в схему 37 кодирования высокой 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.
sid
max
ave
Как описано выше, в кодере 30 используется значение Res (id, J) оценки, рассчитанное путем использования остаточного среднеквадратичного значения Res (id, J), остаточного максимального значения Res (id, J) и остаточного среднего значения Res (id, J), и выбирают индекс оптимального коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
Если используется значение Res (id, J) оценки, поскольку точность оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы. Поэтому, при использовании, декодер 40, принимающий вход выходной строки кода, может получать коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой 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 высокой полосы каждой подполосы стороны высокой полосы входного сигнала.
Таким образом, поскольку мощность подполосы высокой 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 высокой 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 высокой 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 высокой полосы рассчитывает значение ResP (id, J) оценки, используя последний фрейм и текущий фрейм на этапе S337.
В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы записывает псевдомощность подполосы высокой полосы для каждой подполосы, полученной по коэффициенту оценки декодированной мощности подполосы высокой 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 высокой полосы.
selected
selected
selected
Как описано ниже, в частности, id индекса коэффициента, выбранного в фрейме (J-1), устанавливают, как id (J-1). Кроме того, псевдомощность подполосы высокой полосы для подполосы, индекс которой, полученный, используя коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы индекса id (J-1) коэффициента, равен ib (где sb+1≤ib≤eb), постоянно поясняется, как powerest (ib, id (J-1), J-1).
std
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает вначале следующее Уравнение (20) и затем получает оценку остаточного среднеквадратичного значения ResP (id, J).
Уравнение 20
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>Re</mi><mi>s</mi><msub><mi>P</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><msub><mi>d</mi><mrow><mi>s</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>e</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>e</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mo>,</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>                    </mtext><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><msup><mo>}</mo><mn>2</mn></msup><mtext>                                   </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>20</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
est
selected
est
sid
est
Таким образом, разность между псевдомощностью power (ib, id (J-1), J-1) подполосы высокой полосы для фрейма J-1 и псевдомощностью - power (ib, id, J) подполосы высокой полосы для фрейма J получают в отношении каждой подполосы стороны высокой полосы, где индекс составляет от sb+1 до eb. Кроме того, сумму квадратов для его разности устанавливают, как разность ошибки оценки среднеквадратичного значения ResP (id, J). Кроме того, псевдомощность подполосы высокой полосы - (power (ib, id, J) показывает псевдомощность подполосы высокой полосы фреймов (J) подполосы, индекс которой составляет ib, который получают в отношении декодируемого коэффициента оценки мощности подполосы высокой полосы, где индекс коэффициента равен id.
std
std
Поскольку эта оценка остаточного значения квадрата ResP (id, J) представляет собой сумму квадратов для разности псевдомощности подполосы высокой полосы между фреймами, которые являются непрерывными по времени, чем меньше оценка остаточного среднеквадратичного значения ResP (id, J), тем меньше вариация по времени значения оценки компонента высокой полосы.
max
И далее, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (21) и рассчитывает оценку остаточного максимального значения ResP (id, J).
Уравнение 21
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>Re</mi><mi>s</mi><msub><mi>P</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><msub><mi>max</mi><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi></mrow></msub><mo>{</mo><mo>|</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><msub><mi>d</mi><mrow><mi>s</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>e</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>e</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mo>,</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>                     </mtext><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>|</mo><mo>}</mo><mtext>                                           </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>21</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
ib
est
selected
est
est
selected
est
max
Кроме того, в Уравнении (21), max{|power(ib, id(J-1), J-1)-power(ib, id, J)|} обозначает максимальное абсолютное значение разности между псевдомощностью power (ib, id(J-1), J-1) подполосы высокой полосы каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы. Поэтому, максимальное значение абсолютного значения разности между фреймами, которые являются непрерывными по времени, устанавливают как оценку остаточного максимального значения ResP (idp, J) разности ошибки.
max
Чем меньше максимальное значение ResP (id, J) оценки остаточной ошибки, тем ближе результат оценки высокочастотного компонента между последовательными фреймами.
max
ave
Если получают оценку остаточного максимального значения ResP (id, J), далее, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (22) и рассчитывает оценку остаточного среднего значения ResP (id, J).
Уравнение 22
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>Re</mi><mi>s</mi><msub><mi>P</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mo>|</mo><mo stretchy="false">(</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mo>{</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><msub><mi>d</mi><mrow><mi>s</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>e</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>e</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mo>,</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>                    </mtext><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>}</mo><mo stretchy="false">)</mo><mo>/</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>|</mo><mtext>                         </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>22</mn><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr></mtable>
est
seiected
est
ave
ave
Таким образом, разность между псевдомощностью power(ib, id(J-1)>J-1) подполосы высокой полосы для фрейма (J-1) и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы для фрейма J получают в отношении каждой подполосы на стороне высокой 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 высокой полосы, устанавливают, как оценку остаточного среднего значения ResP (id, J). Среднее значение ResP (id, J) остаточной ошибки оценки представляет размер среднего значения разности значения оценки подполосы между фреймами, где рассматривают символ.
std
max
ave
Кроме того, если среднеквадратичное значение ResP (id, J) остаточной оценки, максимальное значение ResP (id, J) остаточной ошибки оценки и среднее значение ResP (id, J) остаточной оценки будут получены, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (23) и рассчитывает среднее значение ResP (id, J).
Уравнение 23
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>Re</mi><mi>s</mi><mi>P</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>Re</mi><mi>s</mi><msub><mi>P</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><msub><mi>W</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo>×</mo><mi>Re</mi><mi>s</mi><msub><mi>P</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>                 </mtext><mo>+</mo><msub><mi>W</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo>×</mo><mi>Re</mi><mi>s</mi><msub><mi>P</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>                                    </mtext><mo>…</mo><mtext>(23)</mtext></mtd></mtr></mtable>
std
max
max
ave
max
ave
Таким образом, среднее значение ResP (id, J) остаточной оценки, максимальное значение ResP (id, J) ошибки остаточной оценки и среднее значение ResPave (id, J) средней остаточной оценки суммируют с весом и устанавливают, как значение ResP (id, J) оценки. Кроме того, в Уравнении (23), W и W представляют собой заданный вес, например, W=0,5, W=0,5.
Поэтому, если рассчитывают значение ResP (id, J) оценки, используя прошедший фрейм и текущее значение, обработка переходит с этапа S337 на этап S338.
all
На этапе S338, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает Уравнение (24) и рассчитывает окончательное значение оценки Res(id, J).
Уравнение 24
<mrow><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>Re</mi><mi>s</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><msub><mi>W</mi><mi>p</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>×</mo><mi>Re</mi><mi>s</mi><mi>P</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext>             </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>24</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
p
Таким образом, полученное значение Res (id, J) оценки и значение ResP (id, J) оценки суммируют с весом. Кроме того, в Уравнении (24), W (J), например, представляет вес, определенный следующим Уравнением (25).
Уравнение 25
<mrow><msub><mi>W</mi><mi>p</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mfrac><mrow><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mi>r</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>50</mn></mrow></mfrac><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mn>0</mn><mo>≤</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mi>r</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>≤</mo><mn>50</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>o</mi><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>w</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>e</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow><mtext>                 </mtext><mo>…</mo><mtext>(25)</mtext></mrow>
r
Кроме того, power (J) в Уравнении (25) представляет собой значение, определенное следующим Уравнением (26).
Уравнение 26
<mrow><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><msub><mi>r</mi><mi>r</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><msqrt><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><msup><mrow><mo>{</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mo>}</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mstyle></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>e</mi><mi>b</mi><mo>−</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></msqrt><mtext>         </mtext><mo>…</mo><mtext>(26)</mtext></mrow>
r
r
r
p
r
Это значение power (J) представляет собой среднее разности между значениями мощности подполосы высокой полосы фреймов (J-1) и фреймов J. Кроме того, в соответствии с Уравнением (25), когда power (J) представляет собой значение заданного диапазона вблизи к 0, чем меньше значение power (J), тем ближе W (J) к 1 и, когда power (J) больше, чем значение заданного диапазона, его устанавливают, как 0.
r
Здесь, когда power (J) представляет собой значение заданного диапазона вблизи к 0, среднее значение разности мощности подполосы высокой полосы между последовательными фреймами становится малым до определенной степени. Таким образом, вариация по времени компонента высокой полосы входного сигнала будет малой, и текущие фреймы входного сигнала становятся установившейся областью.
p
p
all
Поскольку компонент высокой полосы входного сигнала является стабильным, вес W (J) становится значением, которое близко к 1, тогда как, в случае, когда компонент высокой полосы не является стабильным, вес (W (J) становится значением, близким к 0. Поэтому, в значении Res (id, J) оценки, показанном в Уравнении (24), поскольку вариация по времени компонента высокой полосы входного сигнала становится малой, коэффициент определения значения оценки ResP (id, J), рассматривая результат сравнения и результат оценки компонента высокой полосы, в качестве стандартов оценки в предыдущих фреймах, становится большим.
all
Поэтому, в установившейся области входного сигнала, выбирают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, получаемый в непосредственной близости к результату оценки компонента высокой 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 (id, J) оценки устанавливают равным 0, и получают декодированный сигнал высокой полосы, близкий к фактическому сигналу высокой полосы.
all
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение Res (id, J) оценки для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, путем выполнения упомянутой выше обработки.
all
На этапе S339, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выбирает индекс id коэффициента на основе значения оценки Res (id, J) для каждого полученного коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
all
Значение Res (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 высокой полосы к фактическому сигналу высокой полосы, может быть получен. Кроме того, чем меньше значение ResP (id, J) оценки декодированного сигнала высокой полосы, тем более близкий декодированный сигнал высокой полосы предыдущего фрейма может быть получен.
all
all
Поэтому, чем меньше значение Res (id, J) оценки, тем более соответствующий декодированный сигнал высокой полосы получают. Поэтому, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выбирает значение оценки, имеющее минимальное значение, в числе К оценок Res (id, J), и передает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, соответствующий этому значению оценки, в схему 37 кодирования высокой 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.
all
Как описано выше, в кодере 30 используется значение Res (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 высокой полосы.
all
all
Если значение Res (id, J) оценки используется, как в случае, когда используется значение Res (id, J) оценки, становится возможным выбрать более соответствующий коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы с использованием намного большего количества стандартов оценки. Однако, если значение Res (id, J) оценки используется, становится возможным управлять вариацией по времени в установившейся области компонента высокой полосы сигнала, предназначенного для воспроизведения в декодере 40, и при этом возможно получить сигнал, имеющий высокое качество.
<Пример 2 модификации>
Кстати, при обработке расширения полосы частот, если требуется получить звук, имеющий высокое качество, подполоса на стороне нижней полосы также важна, в смысле восприятия на слух. Таким образом, среди подполос на стороне высокой полосы, по мере того, как точность оценки подполосы, близкой к стороне низкой полосы, становится больше, становится возможным воспроизводить звук, имеющий высокое качество.
Здесь, когда рассчитывают значение оценки в отношении каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, вес может быть установлен для подполосы на стороне нижней полосы. В этом случае, кодер 30 на фиг.18 выполняет процесс кодирования, показанный в блок-схеме последовательности операций на фиг.26.
Ниже, обработка кодирования, выполняемая кодером 30, будет описана со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.26. Кроме того, обработка на этапе S371 - этапе S375 идентична представленной на этапе S331 - этапе S335 на фиг.25. Поэтому, ее описание исключено.
band
На этапе S376, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает оценочное значение ResW (id, J) используя текущий фрейм J, предназначенный для обработки, для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы в фреймах J, выполняет ту же операцию, что и в описанном выше Уравнении (1), используя сигнал подполосы высокой полосы для каждой подполосы, подаваемой из схемы 33 разделения подполос.
std
band
Если мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы будет получена, схема вычисления 36 разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение 27 и рассчитывает остаточное среднеквадратичное значение ReSW (id, J).
Уравнение 27
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mrow><mi>b</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mo>{</mo><msub><mi>W</mi><mrow><mi>b</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mtext>                          -power</mtext><mrow><mtext>est</mtext></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>}</mo><msup><mo>}</mo><mn>2</mn></msup><mtext>               </mtext><mo>…</mo><mtext>(27)</mtext></mtd></mtr></mtable>
est
band
band
std
band
Таким образом, получают разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы фреймов (J) и псевдомощностью подполосы высокой полосы (power (ib, id, J), и разность умножают на вес W (ib) для каждой подполосы, для каждой подполосы на стороне высокой полосы, где индекс составляет от sb+1 до eb. Кроме того, сумма квадратов для разности, на которую умножают вес W (ib), установлена, как остаточное среднеквадратичное значение ошибки ResW (id, J).
band
band
Здесь вес W (ib) (где, sb+1≤ib≤eb определяется по следующему Уравнению 28. Например, значение веса W (ib) становится настолько большим, как и подполоса на стороне нижней полосы.
Уравнение 28
<mrow><msub><mi>W</mi><mrow><mi>b</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mi>d</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>−</mo><mn>3</mn><mo>×</mo><mi>i</mi><mi>b</mi></mrow><mn>7</mn></mfrac><mo>+</mo><mn>4</mn><mtext>                   </mtext><mo>…</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>28</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
max
band
est
band
max
band
Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает остаточное максимальное значение ReSW (id, J). В частности, максимальное значение абсолютного значения для значений, умножающих разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы каждой подполосы, где индекс находится в диапазоне от sb+1 до eb, и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы на вес W (ib), установлено, как максимальное значение ReSW (id, J) разности остаточной ошибки.
ave
band
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает среднее значение ResW (id, J) остаточной ошибки.
est
band
band
ave
band
В частности, в каждой подполосе, где индекс составляет от sb+1 до eb, разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы получают и, таким образом, вес W (ib) умножают так, что получают общую сумму разности, на которую умножают вес W (ib). Кроме того, абсолютное значение для значения, полученного путем разделения полученной общей суммы разности на подполосу номер (eb-sb) на стороне высокой полосы, устанавливают, как среднее значение ResW (id, J) остаточной ошибки.
band
std
band
max
band
max
ave
band
ave
band
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение ResW (id, J) оценки. Таким образом, сумма остаточного среднеквадратичного значения ReSW (id, J), максимального значения ReSW (id, J), остаточной ошибки, на которую умножают вес (W), и среднего значения ResW (id, J) остаточной ошибки, на которое умножают вес (W); устанавливают, как среднее значение ResW (id, J).
band
На этапе S377, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает среднее значение ResPW (id, J), используя последние фреймы и текущие фреймы.
В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы записывает псевдомощность подполосы высокой полосы для каждой подполосы, полученную путем использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой 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.
sid
band
band
est
selected
est
band
std
band
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы вначале рассчитывает оценку среднего значения ResPW (id, J) остаточной ошибки. Таким образом, для каждой подполосы на стороне высокой полосы, в которой индекс составляет sb+1 до eb, вес W (ib) умножают, путем получения разности между псевдомощностью power (ib, id (J-1), J-1) подполосы высокой полосы и псевдомощностью power (ib, id, J). подполосы высокой полосы. Кроме того, сумму квадратов разности, из которой рассчитывают вес W (ib), устанавливают, как оценку среднего значения ResPW (id, J) разности ошибки.
max
band
selected
est
band
max
band
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы непрерывно рассчитывает оценку максимального значения ResPW (id, J) остаточной ошибки. В частности, максимальное значение абсолютного значения, полученного путем умножения разности между псевдомощностью powerest (ib, id (J-1), J-1) подполосы высокой полосы для каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb и псевдомощностью - power (ib, id, J) подполосы высокой полосы на вес W (ib), устанавливают, как оценку максимального значения ResPW ошибки (id, J) остаточной ошибки.
ave
band
est
selected
est
band
band
ave
band
Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает оценку среднего значения ResP W (id, J) остаточной ошибки. В частности, умножают разность между псевдомощностью power (ib, id (J-1)>J-1) подполосы высокой полосы и псевдомощностью power (ib, идентификатор, J) подполосы высокой полосы получают для каждой подполосы, где индекс составляет от sb+1 до eb и вес W (ib). Кроме того, общая сумма разности, на которую умножают вес W (ib), представляет собой абсолютное значение для значений, полученных путем разделения на количество (eb-sb) подполос на стороне высокой полосы. Однако, в качестве оценки среднего значения остаточной ошибки установлено ResP W (id, J).
std
band
max
band
max
ave
band
ave
band
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы получает сумму оценки среднеквадратичного значения ResP W (id, J) остаточной ошибки для оценки максимального значения ResPW (id, J), остаточной ошибки, на которую умножают вес W, и оценки среднего значения ResPW (id, J) остаточной ошибки, на которую умножают W, и сумму устанавливают, как значение оценки ResPW (id, J).
band
band
p
all
band
all
band
На этапе S378, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы суммирует значение ResW (id, J) оценки со значением ResPW (id, J) оценки, на которое умножают вес W (J) по Уравнению (25), для расчета конечного значения Res W (id, J) оценки. Это значение Res W (id, J) оценки рассчитывают для каждого из количества К коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
all
band
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 W (id, J) оценки выбирают минимальным среди числа К индексов коэффициента на этапе S379.
Как описано выше, для размещения веса по подполосам на стороне низкой полосы, возможно получить звук, имеющий дополнительное высокое качество на стороне декодера 40, предоставляя вес для каждой подполосы.
all
band
band
Кроме того, как описано выше, выбор количества коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы был описан, как выполняемый на основе значения ReSW (id, J) оценки. Однако оценка коэффициента декодированной мощности подполосы высокой полосы может быть выбрана на основе значения ResW (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 высокой 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.
power
На этапе S406, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение ResW (id, J) оценки, используя текущий фрейм J, предназначенный для обработки, для числа К коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы в фреймах J, выполняя ту же операцию, что и в Уравнении (1), описанном выше, используя сигнал подполосы высокой полосы каждой подполосы, подаваемой из схемы 33 разделения подполос.
sid
power
Если мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы будет получена, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает следующее Уравнение (29) и рассчитывает среднеквадратичное значение ResW (id, J) остаточной ошибки.
Уравнение 29
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>Re</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>d</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mrow><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>b</mi></mrow></munderover><mrow><mo>{</mo><msub><mi>W</mi><mrow><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>                            </mtext><mo>×</mo><mtext>{power(ib</mtext><msub><mtext>,J)-power</mtext><mrow><mtext>est</mtext></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>}</mo><msup><mo>}</mo><mn>2</mn></msup><mtext>                </mtext><mo>…</mo><mtext>(29)</mtext></mtd></mtr></mtable>
est
power
power
sid
power
Таким образом, получают разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы и псевдомощностью powers (ib, id, J) подполосы высокой полосы и вес W (power (ib, J) для каждой из подполос умножают на ее разность в отношении каждой полосы на стороне высокой полосы, в которой индекс представляет от sb+1 до eb. Кроме того то, сумма квадратов разности, на которую умножают вес W (power (ib, J), установлена, как среднеквадратичное значение ResW (id, J) остаточной ошибки.
power
power
Здесь вес W (power (ib, J) (где, sb+1≤ib≤eb), например, определяется, как в следующем Уравнении (30). По мере того, как мощность power (ib, J) подполосы высокой полосы становится большой, значение веса W (power (ib, J) становится больше.
Уравнение 30
<mrow><msub><mi>W</mi><mrow><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3</mn><mo>×</mo><mi>p</mi><mi>o</mi><mi>w</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>J</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>80</mn></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>35</mn></mrow><mn>8</mn></mfrac><mtext>            </mtext><mo>…</mo><mtext>(30)</mtext></mrow>
max
power
est
power
max
power
Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает максимальное значение ResW (id, J) остаточной ошибки. В частности, максимальное значение абсолютного значения, умноженное на разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы каждой подполосы, индекс которой составляет от sb+1 до eb, и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы на вес W (power мощность (ib, J)), устанавливают, как максимальное значение ResW (id, J) остаточной ошибки.
ave
power
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает среднее значение ResW (id, J) остаточной ошибки.
est
power
power
ve
power
В частности, в каждой подполосе, где индекс составляет от sb+1 до eb, получают разность между мощностью power (ib, J) подполосы высокой полосы и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы и вес, на который умножают (W (power (ib, J) и получают общую сумму разности, на которую умножают вес W (power (ib, J)). Кроме того, абсолютное значение значений, полученных путем разделения общей суммы полученной разности на количество подполос высокой полосы и eb-sb), устанавливают, как среднее значение ResW (id, J) остаточной ошибки.
power
std
power
max
power
max
ave
power
ave
power
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение ResW (id, J) оценки. Таким образом, сумму остаточного среднеквадратичного значения ResW (id, J), значение разности ResW (id, J). остаточной ошибки, на которое умножают вес (W), и среднее значение ResW (id, J) остаточной ошибки, на которую умножают вес (W), устанавливают, как значение ResW (id, J) оценки.
power
На этапе S407, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значение ResPW (id, J) оценки, используя последний фрейм и текущие фреймы.
В частности, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы записывает псевдомощность подполосы высокой полосы для каждой подполосы, полученной путем использования коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы индекса коэффициента, выбранного в конечном итоге в отношении фреймов (J-1) на один фрейм раньше, чем фрейм J, обрабатываемый по времени.
sid
power
est
selected
power
power
sid
power
Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы вначале рассчитывает оценку остаточного среднеквадратичного значения ResPW (id, J). Таким образом, разность между псевдомощностью power (ib, id J) подполосы высокой полосы и псевдомощностью (powerest (ib, id (J-1), J-1) подполосы высокой полосы получают для умножения на вес W (power (ib, J), в отношении каждой подполосы на стороне высокой частоты, в которой индекс установлен как sb+1 и eb. Сумма квадратов разности, на которую умножают вес W (power (ib, J), устанавливают как оценку остаточного среднеквадратичного значения ResPW (id, J).
max
power
selected
power
max
power
Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает оценку максимального значения ResPW (id, J) остаточной ошибки. В частности, абсолютное значение максимального значения для значений, на которые умножают разность между псевдомощностью powerest (ib, id (J-1), J-1) подполосы высокой полосы каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb, и псевдомощностью powerest (ib, id, J) подполосы высокой полосы на вес W (power (ib, J) устанавливают, как оценку максимального значения ResPW (id, J) остаточной ошибки.
ave
power
est
selected
est
power
power
ave
power
Далее схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает оценку среднего значения ResPW (id, J) остаточной ошибки. В частности, разность между псевдомощностью power (ib, id (J-1), J-1) подполосы высокой полосы и псевдомощностью power (ib, id, J) подполосы высокой полосы получают в отношении каждой подполосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb, и умножают на вес W (power (ib, J). Кроме того, абсолютные значения для значений, полученных путем разделения обшей суммы умноженной разности веса W (power (ib, J) на количество (eb-sb) подполос на стороне высокой полосы устанавливают, как оценку среднего значения ResPW (id, J) остаточной ошибки.
std
power
max
power
max
ave
power
ave
power
Кроме того, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы получает сумму оценки остаточного среднеквадратичного значения ResPW (id, J), получают оценку максимального значения ResPW (id, J) остаточной ошибки, на которое умножают вес (W), и оценку среднего значения ResPW (id, J) остаточной ошибки, на которую умножают вес (W), и сумму устанавливают, как значение ResPW (id, J) оценки.
power
power
p
all
power
all
power
На этапе S408, схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы суммирует значение ResW (id, J) оценки с о значением ResPW (id, J) оценки, на которое умножают вес W (J) по Уравнению (25), для расчета конечного значения ResW (id, J) оценки. Значение ResW (id, J) оценки рассчитывают для каждого числа К коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
all
power
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 ReSW (id, J) оценки установлено, как минимальное, выбирают среди количества К индексов коэффициента.
Как описано выше, для того, чтобы вес, помещаемый в подполосу, имел большую подполосу, возможно получить звук, имеющий высокое качество, предоставляя вес для каждой подполосы на стороне декодера 40.
all
power
power
Кроме того, как описано выше, выбор коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы был описан, как выполняемый на основе значения ResW (id, J) оценки. Однако коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы можно выбрать на основе значения ResW (id, J) оценки.
<6. Шестой вариант осуществления>
[Конфигурация устройства изучения коэффициента]
ib
ib
В частности, набор из коэффициента A (kb), как коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, и коэффициента B записывают в декодер 40 на фиг.20, так, чтобы они соответствовали индексу коэффициента. Например, если коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой 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 высокой полосы.
Здесь часть количество коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы устанавливают, как общий коэффициент, и область записи, необходимая для записи коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, может быть меньшей. В этом случае, устройство изучения коэффициента, полученное в результате изучения коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, например, конфигурируют, как представлено на фиг.28.
Устройство 81 изучения коэффициента включает в себя схему 91 разделения подполос, схему 92 вычисления мощности подполосы высокой 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 высокой полосы и множество из компонентов подполосы низкой полосы.
Схема 91 разделения подполос включает в себя полосовой фильтр и т.п., разделяет поданный сигнал инструкции широкой полосы на множество сигналов подполос и подает в сигналы схемы 92 вычисления мощности подполосы высокой полосы и схемы 93 вычисления величины характеристики. В частности, сигнал подполосы высокой полосы для каждой подполосы на стороне высокой полосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb, подают в схему 92 вычисления мощности подполосы высокой полосы и сигнал подполосы низкой полосы каждой подполосы низкой полосы, в которой индекс составляет от sb-3 до sb, подают в схему 93 вычисления величины характеристики.
Схема 92 вычисления мощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность подполосы высокой полосы каждого сигнала подполосы высокой полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента. Схема 93 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность подполосы низкой полосы, как величину характеристики, мощность подполосы низкой полосы, на основе каждого из сигнала подполосы низкой полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента.
Схема 94 оценки коэффициента формирует коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, выполняя регрессионный анализ, используя мощность подполосы высокой полосы, из схемы 92 вычисления мощности подполосы высокой полосы, и величину характеристики из схемы 93 вычисления величины характеристики, и выводит в 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 высокой полосы из подполосы, индекс которой составляет от sb+1 до eb, в схему 92 вычисления мощности подполосы высокой полосы и подает сигнал подполосы низкой полосы из подполосы, индекс которой составляет от sb-3 до sb, в схему 93 вычисления величины характеристики.
На этапе S432, схема 92 вычисления мощности подполосы высокой полосы рассчитывает мощность подполосы высокой полосы, выполняя ту же операцию, что и в Уравнении (1), описанном выше, в отношении каждого из сигнала подполосы высокой полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента.
На этапе S433, схема 93 вычисления величины характеристики рассчитывает мощность подполосы низкой полосы, как величину характеристики, выполняя операцию по Уравнению (1), описанному выше в отношении каждого сигнала подполосы низкой полосы, подаваемого из схемы 91 разделения подполос, и подает его в схему 94 оценки коэффициента.
В соответствии с этим, мощность подполосы высокой полосы и мощность подполосы низкой полосы подают в схему 94 оценки коэффициента в отношении каждого фрейма множества сигналов широкополосной инструкции.
ib
ib
На этапе S434, схема 94 оценки коэффициента рассчитывает коэффициент A (kb) и коэффициент B, выполняя регрессионный анализ, используя способ наименьших квадратов для каждой подполосы ib (где, sb+1≤ib≤eb) высокой полосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb.
При регрессионном анализе предполагается, что мощность подполосы низкой полосы, подаваемая из схемы 93 вычисления величины характеристики, представляет собой пояснительную переменную, и мощность подполосы высокой полосы, подаваемая из схемы 92 вычисления мощности подполосы высокой полосы, представляет собой пояснявшуюся переменную. Кроме того, регрессионный анализ выполняют, используя мощность подполосы низкой полосы, и мощность подполосы высокой полосы для всех фреймов, составляющих весь сигнал широкополосной инструкции, подаваемый в устройство 81 изучения коэффициента.
ib
ib
На этапе S435, схема 94 оценки коэффициента получает остаточный вектор каждого фрейма сигнала широкополосной инструкции, используя коэффициент A (kb) и коэффициент (B) для каждой из полученных подполос ib.
ib
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 (kb), для которой коэффициент B, умноженный из мощности верхней полосы ((power (ib, J) для каждой подполосы ib (где, sb+1≤ib≤eb) фрейма J и. Кроме того, вектор включающий в себя остаточную ошибку каждой подполосы ib фрейма J, установлен, как остаточный вектор.
Кроме того, остаточный вектор рассчитывают в отношении фрейма, составляющего сигнал широкополосной инструкции, подаваемый в устройство 81 изучения коэффициента.
На этапе S436, схема 94 оценки коэффициента нормализует остаточный вектор, полученный для каждого фрейма. Например, схема 94 оценки коэффициента нормализует для каждой подполосы ib, остаточный вектор, получая вариации остатка для подполосы ib остаточного вектора всего фрейма и разделяя остаточную ошибку подполосы ib в каждом остаточном векторе на корень квадратный вариации.
На этапе S437, схема 94 оценки коэффициента объединяет в кластеры остаточный вектор всего нормализованного фрейма, используя способ разделения по k состояниям и т.п.
ib
ib
Например, средняя огибающая частоты всего фрейма, полученная при выполнении оценки мощности подполосы высокой полосы, используя коэффициент A (kb) и коэффициент B, 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.
ib
ib
При обработке расширения полосы частот, для оценки компонента высокой полосы на основе корреляции компонента низкой полосы и компонента высокой полосы, учитывая это, если остаточный вектор рассчитывают, используя коэффициент A (kb) и коэффициент B, полученные в результате регрессионного анализа, остаточная ошибка увеличивается в такой же степени, как и величина подполосы на стороне высокой полосы. Поэтому, остаточный вектор объединяют в кластеры без изменения, вес помещают в такой же мере, как и величину подполосы на стороне высокой 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.
ib
ib
На этапе S439, схема 94 оценки коэффициента рассчитывает A (kb), и коэффициент B 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.
ib
ib
Таким образом, если фрейм остаточного вектора, включенный в кластер, предназначенный для обработки, называется фреймом для обработки, мощность подполосы низкой полосы и мощность подполосы высокой полосы всего фрейма, предназначенного для обработки, устанавливают, как поясняющую переменную и объяснимую переменную, и выполняют регрессионный анализ, используя способ наименьших квадратов. В соответствии с этим, коэффициент A (kb) и коэффициент B получают для каждой подполосы ib.
ib
ib
На этапе S440, схема 94 оценки коэффициента получает остаточный вектор, используя коэффициент A (kb) и коэффициент B, полученные при обработке на этапе S439 в отношении всего фрейма, для обработки. Кроме того, на этапе S440, выполняют ту же обработку, что и на этапе S435, и, таким образом, получают остаточный вектор каждого фрейма, предназначенного для обработки.
На этапе S441, схема 94 оценки коэффициента нормализует остаточный вектор каждого фрейма, предназначенного для обработки, полученный при обработке на этапе S440, выполняя ту же обработку, что и на этапе S436. Таким образом, нормализацию остаточного вектора выполняют, разделяя остаточную ошибку на вариацию каждой подполосы.
На этапе S442, схема 94 оценки коэффициента разделяет на кластер остаточный вектор всего нормализованного фрейма, предназначенного для обработки, используя способ разделения по k состояниям и т.п. Число для этого числа кластера определяют следующим образом. Например, в устройстве 81 изучения коэффициента, при декодировании коэффициентов оценки мощности подполосы высокой 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 высокой полосы каждого индекса коэффициента.
ib
ib
ib
ib
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 высокой полосы индекса коэффициента кластера CF устанавливают, как коэффициент A (kb), в котором коэффициент A (kb), получаемый в отношении кластера СА на этапе S439, представляет собой линейный корреляционный член. Кроме того, сумма вектора, выполняющего обратный процесс (обратную нормализацию) для нормализации, выполняемой на этапе S441 в отношении вектора центра тяжести кластера CF, получаемого на этапе S443, и коэффициента A, полученного на этапе S439, устанавливают как коэффициент B, который представляет собой постоянный член коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой 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.
ib
ib
ib
Таким образом, набор коэффициента A (kb), полученный на этапе S439 и коэффициента B, полученного, как описано, устанавливают, как коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы индекса коэффициента кластера CF. В соответствии с этим, каждый из кластеров F, полученных путем объединения в кластеры, обычно имеет коэффициент A (kb), полученный в отношении кластера СА, как член линейной корреляции коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
На этапе S444, устройство 81 изучения коэффициента определяет, следует ли выполнить обработку для всего кластера СА, кластера СН и кластера CL, в качестве кластера. Кроме того, на этапе S444, если определяют, что весь кластер не требуется обрабатывать, обработка возвращается на этап S438 и описанный процесс повторяется. Таким образом, выбирают следующий кластер для обработки, и рассчитывают коэффициент оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы.
В отличие от этого, на этапе S444, если определяют, что требуется обработка всего кластера, поскольку рассчитывают заданное количество декодированной мощности подполосы высокой 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 высокой полосы в декодер 40 и, таким образом, обработка изучения коэффициента заканчивается.
ib
ib
ib
Например, среди коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, выводимых в декодер 40, существует несколько коэффициентов A (kb), таких же, как член линейной корреляции. Здесь устройство 81 изучения коэффициента соответствует индексу (указателю) члена линейной корреляции, который представляет собой информацию, которая устанавливает коэффициент A (kb) для коэффициента A (kb), общего для него, и соответствует коэффициенту В;ь, который представляет собой индекс линейной корреляции и постоянный член для индекса коэффициента.
ib
ib
Кроме того, устройство 81 изучения коэффициента подает соответствующий индекс (указатель) члена линейной корреляции и коэффициент A (kb), и соответствующий индекс коэффициента, и индекс (указатель) линейной корреляции, и коэффициент B в декодер 40, и записывает их в запоминающее устройство в схеме 45 декодирования высокой полосы декодера 40. Аналогично этому, когда записывают множество коэффициентов оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, если индекс (указатель) члена линейной корреляции сохраняют в области записи для каждого коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы в отношении общего члена линейной корреляции, становится возможным существенно уменьшить область записи.
ib
ib
ib
В этом случае, поскольку индекс члена линейной корреляции и в отношении коэффициента A (kb) записывают в запоминающее устройстве в схеме 45 декодирования высокой полосы, в соответствии друг с другом, индекс члена линейной корреляции и коэффициент B получают из индекса коэффициента, и, таким образом, становится возможным получить коэффициент A (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 высокой полосы обобщают в степени по трем структурам, известно, что ухудшение качества звука на слух для звука, подвергнутого обработке расширения полосы частот, практически не происходит. Поэтому, для устройства 81 изучения коэффициента становится возможным уменьшить область записи, требуемый при записи коэффициента оценки декодированной мощности подполосы высокой 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 высокой 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 высокой 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 высокой 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 высокой полосы каждого кластера.
<7. Седьмой вариант осуществления>
[Совместное использование таблицы коэффициентов]
ib
ib
ib
В частности, в представленном выше описании, было описано, что для получения сигналов подполосы высокой полосы для подполосы ib на стороне высокой полосы, в которой индекс составляет ib (где sb+1≤ib≤eb), коэффициенты A (sb-3) - A (sb) и коэффициент B, используются, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы.
Поскольку компоненты высокой полосы включают в себя подполосы (eb-sb) среди подполос от sb+1 до eb, набор коэффициентов, представленный, например, на фиг.30, необходим для получения декодированного сигнала высокой полосы, включающего в себя сигналы подполосы высокой полосы соответствующих подполос.
sb+i
sb+i
sb+i
Таким образом, коэффициенты от A (sb-3) до A (sb) в верхнем ряду на фиг.30 представляет собой коэффициенты, которые умножают на соответствующие значения мощности подполосы низкой полосы подполос от sb-3 до sb на стороне низкой полосы для получения мощности декодирования подполосы высокой полосы в подполосе sb+1. Кроме того, коэффициент B в самом верхнем ряду на чертеже представляет собой постоянный член линейной комбинации значений мощности подполосы низкой полосы для получения мощности декодирования подполосы высокой полосы в подполосе sb+1.
eb
eb
eb
Аналогично, коэффициенты от A (sb-3) до A (sb) в самом нижнем ряду чертежа представляют собой коэффициенты, которые умножают на соответствующие значения мощности подполосы низкой полосы подполос от sb-3 до sb на стороне низкой полосы для получения мощности декодирования подполосы высокой полосы для подполосы eb. Кроме того, коэффициент B в самом нижнем ряду чертежа представляет собой постоянный член линейной комбинации значений мощности подполосы низкой полосы, для получения мощности декодирования подполосы высокой полосы для подполосы eb.
Таким образом, в кодере 30 и в декодере 40, наборы коэффициентов 5x(eb-sb) записывают заранее, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, которые установлены по одному индексу коэффициента. Ниже эти 5x(eb-sb) наборов коэффициентов, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы называются таблицами коэффициентов.
Например, когда пытаются получить декодированный сигнал высокой полосы, включающий в себя больше, чем (eb-sb) подполос, в таблице коэффициентов, показанной на фиг.30, не хватает коэффициентов и, таким образом, декодированные сигналы высокой полосы не получают, соответственно. И, наоборот, когда пытаются получить декодированные сигналы высокой полосы, включающие в себя меньше чем (eb-sb) подполос, таблица коэффициентов, показанная на фиг.30, имеет много избыточных коэффициентов.
Поэтому, в кодере 30 и в декодере 40, много таблиц коэффициентов требуется записывать заранее, так, чтобы они соответствовали количеству подполос, составляющих декодированные сигналы высокой полосы и, таким образом, возникает случай, в котором увеличивается размер области записи, где записаны таблицы коэффициентов.
Поэтому, при записи таблицы коэффициентов для получения декодированных сигналов высокой полосы заданного количества подполос и расширения или уменьшения таблицы коэффициентов, могут обрабатываться декодированные сигналы высокой полосы, имеющие разное количество подполос.
В частности, например, предполагается, что в кодере 30 и в декодер 40 записана таблица коэффициентов для случая, когда индекс eb=sb+8. В этом случае, когда используются соответствующие коэффициенты, составляющие таблицу коэффициентов, может быть получен декодированный сигнал высокой полосы, имеющий 8 подполос.
ib
ib
Здесь, например, как показано с левой стороны на фиг.31, когда пытаются получить декодированный сигнал высокой полосы, включающий в себя 10 подполос для подполос от sb+1 до sb+10, в таблице коэффициентов, которая записана в кодере 30 и декодере 40, не хватает коэффициентов. Таким образом, коэффициенты A (kb) и B подполос от sb+9 до sb+10 отсутствуют.
Поэтому, когда таблицу коэффициентов расширяют, как представлено с правой стороны чертежа, используя таблицу коэффициентов для случая, когда имеется 8 подполос на стороне высокой полосы, может быть соответствующим образом получен декодированный сигнал высокой полосы, включающий в себя 10 подполос. Здесь, на чертеже, на горизонтальной оси представлена частота, и по вертикальной оси представлена мощность. Кроме того, соответствующие компоненты частот входного сигнала иллюстрируются с левой стороны чертежа, и линии в вертикальном направлении обозначают положения границы соответствующих подполос на стороне высокой полосы.
sb+8
sb+8
sb+8
В примере на фиг.31 коэффициенты A от (sb-3) до A (sb) и коэффициент B подполосы sb+8, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, используются, как коэффициенты подполосы sb+9 и sb+10 без какого-либо изменения.
sb+8
sb+8
sb+8
sb+9
sb+9
sb+9
sb+8
sb+8
sb+8
sb+10
sb+10
sb+10
Таким образом, в таблице коэффициентов коэффициенты от A (sb-3) до A (sb) и коэффициент B подполосы sb+8 дублируют и используют, как коэффициенты от A (sb-3) до A (sb) и коэффициент B подполосы sb+9 без какого-либо изменения. Аналогично таблице коэффициентов, коэффициенты от A (sb-3) до A (sb) и коэффициент B подполосы sb+8 дублируют и используют, как коэффициенты от A (sb-3) до A(sb) и коэффициент B подполосы sb+10 без какого-либо изменения.
ib
ib
Таким образом, когда таблицу коэффициентов расширяют, коэффициенты A (kb) и B подполосы, имеющей наибольшую частоту в таблице коэффициентов, используют вместо отсутствующих коэффициентов подполосы без какаго-либо изменения.
Кроме того, даже когда точность оценки компонентов подполосы, имеющей высокую частоту компонентов высокой полосы, таких, как подполосы sb+9 и sb+10, ухудшается в некоторой степени, отсутствует ухудшение звучания во время воспроизведения выходного сигнала, включая в себя декодированные сигналы высокой полосы и декодированные сигналы низкой полосы.
ib
ib
Кроме того, расширение таблицы коэффициентов не ограничивается примером дублирования коэффициентов A (kb) и B подполосы, имеющей наибольшую частоту, и установкой дублированных коэффициентов, в качестве коэффициентов других подполос. Коэффициенты некоторых подполос в таблице коэффициентов могут быть дублированы и установлены, как коэффициенты подполос, которые должны быть расширены (которые отсутствуют). Кроме того, коэффициенты, которые должны быть дублированы, не ограничиваются коэффициентами одной подполосы. Коэффициенты множества подполос могут быть дублированы и, соответственно, установлены, как коэффициенты множества подполос для расширения. Кроме того, коэффициенты подполос для расширения, могут быть рассчитаны на основе коэффициентов некоторых подполос.
С другой стороны, например, предполагается, что таблица коэффициентов в случае индекса eb=sb+8 записана в кодере 30 и в декодере 40, и декодированный сигнал высокой полосы, включающий в себя 6 подполос, формируют, как представлено, например, с левой стороны на фиг.32. Здесь, на чертеже, на горизонтальной оси представлена частота, и на вертикальной оси представлена мощность. Кроме того, соответствующие компоненты частоты входного сигнала иллюстрируются с левой стороны чертежа, и линии в вертикальном направлении обозначают положения границы соответствующих подполос на стороне высокой полосы.
В этом случае, таблица коэффициентов, в которой присутствуют 6 подполос на стороне высокой полосы, не записана в кодере 30 и в декодере 40. Поэтому, когда таблица коэффициентов уменьшается, как представлено с правой стороны на чертеже, декодированный сигнал высокой полосы, включающий в себя 6 подполос, может быть получен с использованием таблицы коэффициентов, в которой имеется 8 подполос на стороне высокой полосы.
sb+7
sb+7
sb+7
sb+8
sb+8
В примере по фиг.32, из таблицы коэффициентов, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокой полосы, удаляют коэффициенты от A (sb-3) до A (sb) и коэффициент B подполосы sb+7, и коэффициенты от A (sb-3) до A (sb), и коэффициент Bsb+s подполосы sb+8. Кроме того, новая таблица коэффициентов, имеющая коэффициенты шести подполос, таких как подполосы от sb+1 до sb+6, из которой удалены коэффициенты подполос sb+7 и sb+8, используются, как коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокой полосы для формирования декодированного сигнала высокой полосы.
ib
ib
Таким образом, когда уменьшают таблицу коэффициентов, коэффициенты A (kb) и B ненужных подполос в таблице коэффициентов, то есть, подполос, которые не используются для формирования декодированных сигналов высокой полосы, удаляют и, таким образом, получают уменьшенную таблицу коэффициентов.
Как описано выше, в результате соответствующего расширения или уменьшения таблицы коэффициентов, которая записана в кодере и в декодере так, чтобы она соответствовала количеству подполос формируемого декодированного сигнала высокой полосы, можно совместно использовать таблицу коэффициентов с заданным количеством подполос. В результате, размер области записи таблиц коэффициентов может быть уменьшен.
[Пример функциональной конфигурации кодера]
Когда таблицу коэффициентов расширяют или уменьшают в соответствии с необходимостью, кодер конфигурируют, как представлено, например, на фиг.33. На фиг.33 теми же номерами ссылочных позиций обозначены части, соответствующие случаю, представленному на фиг.18, и их описание будет, соответственно, исключено.
Кодер 111 по фиг.33 отличается от кодера 30 по фиг.18 тем, что в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы кодера 111, предусмотрен модуль 121 расширения/уменьшения, и в остальном конфигурация является той же.
Модуль 121 расширения/уменьшения расширяет или уменьшает таблицу коэффициентов, которую записывает схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы, так, чтобы она соответствовала количеству подполос, на которые разделены компоненты высокой полосы входного сигнала. В соответствии с необходимостью, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает значения псевдомощности подполосы высокой полосы, используя таблицу коэффициентов, расширенную или уменьшенную модулем 121 расширения или уменьшения.
[Описание обработки кодирования]
Далее будет описана обработка кодирования, выполняемая кодером 111, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.34. Здесь, поскольку обработка на этапе S471 - этапе S474 является той же, что и выполняемая на этапах S181-S184 на фиг.19, ее описание будет исключено.
На этапе S475, модуль 121 расширения/уменьшения расширяет или уменьшает таблицу коэффициентов, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, которые записаны схемой 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы, так, чтобы она соответствовала количеству подполос высокой полосы входного сигнала, то есть, количеству сигналов подполосы высокой полосы.
Например, предполагается, что компоненты высокой полосы входного сигнала разделяют на сигналы подполосы высокой полосы из q подполос для подполос от sb+1 до sb+q. Таким образом, предполагается, что значения псевдомощности подполосы высокой полосы для q подполос рассчитывают на основе сигналов подполосы низкой полосы.
ib
ib
Кроме того, предполагается, что таблица коэффициентов, имеющая коэффициенты A (kb) и B для r подполос, таких как подполосы от sb+1 до sb+r, записана в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы.
sb+r
sb+r
ib
ib
В этом случае, когда q больше, чем r (q>r), модуль 121 расширения/уменьшения расширяет таблицу коэффициентов, записанную в схеме 35 вычисления псевдо мощности подполосы высокой полосы. Таким образом, модуль 121 расширения/уменьшения дублирует коэффициенты A (kb) и B подполосы sb+r, включенные в таблицу коэффициентов, и устанавливает дублированные коэффициенты, как коэффициенты соответствующих подполос для подполос от sb+r+1 до sb+q без какого-либо изменения. В результате, получают таблицу коэффициентов, имеющую коэффициенты A (kb) и B из q подполос.
ib
ib
ib
ib
В этом случае, когда q меньше, чем r (q<r), модуль 121 расширения/уменьшения уменьшает таблицу коэффициентов, записанную в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы. Таким образом, модуль 121 расширения/уменьшения удаляет коэффициенты A (kb) и B, соответствующих подполос для подполос от sb+q+1 до sb+r, включенных в таблицу коэффициентов. В результате, получают таблицу коэффициентов, имеющую коэффициенты A (kb) и B соответствующих подполос для подполос от sb+1 до sb+q.
Кроме того, когда q равно r (q=r), модуль 121 расширения/уменьшения ни расширяет, ни уменьшает таблицу коэффициентов, записанную в схеме 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы.
На этапе S476, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывает разности псевдомощности подполосы высокой полосы на основе величин характеристики, полученных из схемы 34 вычисления величины характеристики, подаваемых в схему 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы.
Например, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы выполняет расчет в соответствии с описанным выше выражением (2), используя таблицу коэффициентов, которая записана, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы и, если. необходимо, ее расширяют или уменьшают с помощью модуля 121 расширения/уменьшения и значения power (kb, J) подполосы низкой полосы (где, sb-3≤kb≤sb); и рассчитывает значения псевдомощности powerest (ib, J) подполосы высокой полосы.
ib
ib
est
Таким образом, значения мощности подполосы низкой полосы соответствующих подполос на стороне низкой полосы, которые подают, как величины характеристики, умножают на коэффициенты A (kb) для соответствующих подполос, коэффициенты B дополнительно добавляют к суммам значений мощности подполосы низкой полосы, которые были умножены на коэффициенты, и, таким образом, получают значения псевдомощности power (ib, J) подполосы высокой полосы.
Эти значения псевдомощности подполосы высокой полосы рассчитывают для соответствующих подполос на стороне высокой полосы.
Кроме того, схема 35 вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы выполняет расчет значений псевдомощности подполосы высокой полосы для соответствующих коэффициентов оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы (таблица коэффициентов), которые записаны заранее. Например, предполагается, что К коэффициентов оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, в которых индекс коэффициента составляет от 1 до К (где 2≤К) подготавливают заранее. В этом случае, для К коэффициентов оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, в соответствии с необходимостью, таблицы коэффициентов расширяют или уменьшают, и рассчитывают значения псевдомощности подполосы высокой полосы для соответствующих подполос.
Таким образом, когда таблицы коэффициентов расширяют или уменьшают в соответствии с необходимостью, значения псевдомощности подполосы высокой полосы для подполос от sb+1 до eb могут быть соответствующим образом рассчитаны, используя таблицу коэффициентов, которая записана заранее, независимо от количества подполос на стороне высокой полосы. Кроме того, значения псевдомощности подполосы высокой полосы могут быть получены при меньшем количестве коэффициентов оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы и при более высокой эффективности.
После расчета значений псевдомощности подполосы высокой полосы на этапе S476, выполняют обработку на этапе S477 и S478 и рассчитывают суммы квадратов разностей псевдомощности подполосы высокой полосы. Здесь, поскольку эта обработка является такой же, как и на этапе S186 и этапе S187 по фиг.19, ее описание будет исключено.
Кроме того, на этапе S478, для К коэффициентов оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы рассчитывают сумму квадратов разностей Е (J, Id). Схема 36 вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы выбирает самую меньшую сумму квадратов разностей среди рассчитанных К сумм квадратов разностей Е (J, Id) и подает индекс коэффициента, который обозначает коэффициенты оценки декодированной мощности подполосы высокой полосы, соответствующие выбранной сумме квадратов разностей, в схему 37 кодирования высокой полосы.
После выбора индекса коэффициента, позволяющего выполнить оценку сигналов высокой полосы с самой высокой точностью, и подачи его в схему 37 кодирования высокой полосы, выполняют обработку на этапе S479 и этапе S480, и обработка кодирования заканчивается. Здесь, поскольку эта обработка является такой же, как и на этапе S188 и этапе S189 по фиг.19, ее описание будет исключено.
Таким образом, путем вывода кодированных данных низкой полосы и кодированных данных высокой полосы в качестве строки выходного кода, в декодере, который принимает вход из строки выходного кода, могут быть получены коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, которые являются оптимальными для обработки расширения полосы частот.В результате, может быть получен сигнал с наибольшим качеством звука.
Кроме того, нет необходимости, чтобы кодер 111 записывал таблицы коэффициентов для множества подполос, в которых разделены компоненты высокой полосы входного сигнала, и, таким образом, звук может быть кодирован с меньшим количеством таблиц коэффициента и более высокой эффективностью.
Кроме того, информация, обозначающая количество подполос, на которые могут быть разделены компоненты высокой полосы входного сигнала, может быть включена в кодированные данные высокой полосы, или информация, обозначающая количество подполос, может быть передана в декодер, как отдельные данные, из строки выходного кода.
[Пример функциональной конфигурации декодера]
Кроме того, декодер, который принимает строку выходного кода, выводимую из кодера 111 по фиг.33, в качестве строки входного кода, предназначенной для декодирования, выполнен, как представлено, например, на фиг.35. На фиг.35 одинаковыми номерами ссылочных позиций обозначены части, соответствующие случаю, представленному на фиг.20, и их описание будет соответствующим образом исключено.
Декодер 151 по фиг.35 является таким же, как и декодер 40 на фиг.20, в том, что схема 41 демультиплексирования предусмотрена в модуле синтеза 48, но в отличается от декодера 40 по фиг.20 тем, что в схеме 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокой полосы предусмотрен модуль 161 расширения и уменьшения.
В соответствии с необходимостью, модуль 161 расширения и уменьшения расширяет или уменьшает таблицу коэффициентов, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, которую подают из схемы 45 декодирования высокой полосы. Схема 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокой полосы рассчитывает значения декодированной мощности подполосы высокой полосы, используя таблицу коэффициентов, расширенную или уменьшенную в соответствии с необходимостью.
[Описание процесса декодирования]
Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.36, будет описана обработка декодирования, которую выполняют с использованием декодера 151 по фиг.35. Поскольку обработка на этапе S511 - этапе S515 является такой же, как и на этапе S211 - этапе S215 по фиг.21, ее описание будет исключено.
На этапе S516, в соответствии с необходимостью, модуль 161 расширения и уменьшения расширяет или уменьшает таблицу коэффициентов, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, передаваемые из схемы 45 декодирования высокой полосы.
В частности, схема 46 вычисления мощности декодирования подполосы высокой полосы рассчитывает значения декодированной мощности подполосы высокой полосы q подполос для подполос от sb+1 до sb+q на стороне высокой полосы. Таким образом, предполагается, что декодированный сигнал высокой полосы включает в себя компоненты из q подполос.
Здесь количество "q" подполос на стороне высокой полосы может быть определено заранее в декодере 151 или может быть указано пользователем. Кроме того, информация, обозначающая количество подполос на стороне высокой полосы, может быть включена в кодированные данные высокой полосы, или информация, обозначающая количество подполос на стороне высокой полосы может быть передана из кодера 111 в декодер 151, как отдельные данные, из строки входного кода.
ib
ib
Кроме того, предполагается, что таблица коэффициентов, имеющая коэффициенты A (kb) и B r подполос для подполос от sb+1 до sb+r, записана в схеме 45 декодирования высокой полосы, как коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы.
sb+r
sb+r
ib
ib
В этом случае, когда q больше чем r (q>r), модуль 161 расширения и уменьшения расширяет таблицу коэффициентов, передаваемую из схемы 45 декодирования высокой полосы. Таким образом, модуль 161 расширения и уменьшения дублирует коэффициенты A (kb) и B подполосы sb+r, включенные в таблицу коэффициентов, и устанавливает эти дублированные коэффициенты, как коэффициенты соответствующих подполос для подполос от sb+r+1 до sb+q без какого-либо изменения. В результате будет получена таблица коэффициентов, имеющая коэффициенты A (kb) и B q подполос.
ib
ib
ib
ib
В этом случае, когда q меньше, чем r (q<r), модуль 161 расширения и уменьшения уменьшает таблицу коэффициентов, передаваемую из схемы 45 декодирования высокой полосы. Таким образом, модуль 161 расширения и уменьшения удаляет коэффициенты A (kb) и B соответствующих подполос для подполос от sb+q+1 до sb+r, включенные в таблицу коэффициентов. В результате получают таблицу коэффициентов, имеющая коэффициенты A (kb) и B соответствующих подполос для подполос от sb+1 до sb+q.
Кроме того, когда q равно r (q=r), модуль 161 расширения и уменьшения ни расширяет, ни уменьшает таблицу коэффициентов, передаваемую из схемы 45 декодирования высокой полосы.
После расширения или уменьшения таблицы коэффициентов, в соответствии с необходимостью, выполняют процессы на этапе S517 - этапе S519, и обработка декодирования заканчивается. Однако, поскольку эти процессы являются такими же, как и на этапе S216 - этапе S218 на фиг.21, их описание исключается.
Таким образом, в соответствии с декодером 151, индекс коэффициентов получают из кодированных данных высокой полосы, полученных из демультиплексирования строки входного кода; используя коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокой полосы, обозначенные индексом коэффициента, рассчитывают значения декодированной мощности подполосы высокой полосы; и, таким образом, точность оценки значений мощности подполосы высокой полосы может быть улучшена. В результате, может быть воспроизведен звуковой сигнал с более высоким качеством.
Кроме того, в декодере 151 нет необходимости, чтобы таблицы коэффициентов были записаны для множества подполос, составляющих декодированный сигнал высокой полосы; и, в результате, звук может быть декодирован с меньшим количеством таблиц коэффициентов и более высокой эффективностью.
<8. Восьмой вариант осуществления>
[Способ смешанного изучения]
В описанных выше случаях подготавливают наборы коэффициентов, выполненные с возможностью работы с разностями частоты с ограниченной полосой частоты выборки, алгоритмы кодирования и шифрования, но существует проблема, состоящая в том, что размер таблиц увеличивается. Для решения этой проблемы, был разработан способ, в котором использование различных частот с ограниченной полосой, алгоритмов выборки частоты кодирования и шифрования, в качестве входа, подготавливают пояснительные переменные (от s-3 до sb) и пояснявшиеся переменные (от sb+1 до eb), и их смешивают для изучения. В соответствии с этим способом, для сигналов различных частот выборки, алгоритмов кодирования и декодирования, значения мощности высокой полосы могут быть точно оценены по среднему значению с использованием одной таблицы.
В частности, например, как представлено на фиг.37, для соответствующих условий от А до D, пояснительные переменные и пояснявшиеся переменные получают из сигналов инструкции широкой полосы, и коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокой полосы (таблицу коэффициентов) получают в результате изучения.
Кроме того, на фиг.37, частота с ограниченной полосой представляет самую высокую частоту среди частот компонентов, включенных в сигнал низкой полосы или сигнал декодирования низкой полосы, и частота выборки представляет частоту выборки входного сигнала или выходного сигнала. Кроме того, кодирование представляет систему кодирования входного сигнала, и алгоритм кодирования представляет способ кодирования звука. Например, когда алгоритмы кодирования будут другими, декодирование сигналов низкой полосы будет другим. В результате, например, значения для значений мощности подполосы низкой полосы, которые использую, как пояснявшиеся переменные, являются другими.
В случае, когда таблицы коэффициентов получают для соответствующих условий, когда звук кодируют или декодируют, одну таблицу коэффициентов выбирают в соответствии с условиями, такими, как алгоритм кодирования и декодирования, из таблиц коэффициентов, полученных для этих условий.
Когда таблицы коэффициентов получают для соответствующих условий, как описано выше, в кодере и декодере, множество таблиц коэффициентов могут быть записаны заранее для соответствующих условий. В соответствии с этим, возникает случай, когда размер области записи, где записывают таблицы коэффициентов, увеличивается.
Поэтому, пояснительные переменные и пояснявшиеся переменные, которые получают из сигналов инструкции широкой полосы для соответствующих условий, могут быть смешаны, и может быть выполнено изучение; и, используя таблицу коэффициентов, полученную таким образом, значения мощности высокой полосы могут быть точно оценены по среднему значению, независимо от условий.
[Пример функциональной конфигурации устройства изучения коэффициентов]
В таком случае устройство изучения коэффициентов, которое формирует таблицу коэффициентов, в качестве коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокой полосы, в результате изучения, конфигурируют, как представлено, например, на фиг.38.
Устройство 191 изучения коэффициентов включает в себя схему 201 разделения подполосы, схему 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы, схему 203 вычисления величины характеристики и схему 204 оценки коэффициента.
В таком устройстве 191 изучения коэффициента подают множество музыкальных данных с множеством условий, которые имеют разные условия, такие, как условия от А до D, представленные на фиг.37, в качестве сигналов широкополосной инструкции. Сигнал широкополосной инструкции представляет сигнал, включающий в себя множество компонентов подполосы высокой полосы и множество компонентов подполосы низкой полосы.
Схема 201 разделения подполосы включает в себя полосовой фильтр и разделяет переданный сигнал широкополосной инструкции на множество сигналов подполосы для вывода в схему 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы и схему 203 вычисления величины характеристики. В частности, сигналы подполосы высокой полосы соответствующей подполосы на стороне высокой полосы, в которой индекс составляет от sb+1 до eb, подают в схему 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы, и сигналы подполосы низкой полосы соответствующей подполосы на стороне низкой полосы, в которой индекс составляет от sb-3 до sb, подают в схему 203 вычисления величины характеристики.
Схема 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы рассчитывает значения мощности подполосы высокой полосы для соответствующих сигналов подполосы высокой полосы, передаваемых из схемы 201 разделения подполосы, предназначенных для вывода, в схему 204 оценки коэффициента.
Схема 203 вычисления величины характеристики рассчитывает значения мощности подполосы низкой полосы, как величины характеристики, на основе сигналов подполосы низкой полосы, передаваемых из схемы 201 разделения подполосы, для вывода в схему 204 оценки коэффициента.
Схема 204 оценки коэффициента выполняет регрессионный анализ, используя значения мощности подполосы высокой полосы, переданные из схемы 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы и величины характеристики, подаваемой из схемы 203 вычисления величины характеристики, генерируя, в результате и выводя коэффициенты оценки декодирования мощности подполосы высокой полосы.
[Описание обработки изучения коэффициента]
Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.39, будет описана обработка изучения коэффициента, выполняемая устройством 191 изучения коэффициента.
На этапе S541, схема 201 разделения подполосы разделяет множество переданных сигналов широкополосной инструкции на множество сигналов подполосы, соответственно. Кроме того, схема 201 разделения подполосы подает сигналы высокой полосы для подполос, в которых индекс составляет от sb+1 до eb, в схему 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы, и подает сигналы низкой полосы для полос, в которых индекс составляет от sb-3 до sb, в схему 203 вычисления величины характеристики.
Сигнал широкополосной инструкции, подаваемый в схему 201 разделения подполосы, включает в себя множество музыкальных данных, которые имеют разные состояния, такие как частота выборки. Кроме того, сигнал широкополосной инструкции разделяют в соответствии с разными условиями, например, разделяют на сигналы подполосы низкой полосы и сигналы подполосы высокой полосы, в соответствии с разными частотами с ограниченной полосой.
На этапе S542, схема 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы выполняет такие же расчеты, как и в описанном выше выражении (1), в отношении соответствующих сигналов подполосы высокой полосы, подаваемых из схемы 201 разделения подполосы; и, таким образом, рассчитывает значения мощности подполосы высокой полосы, предназначенные для вывода, в схему 204 оценки коэффициента.
На этапе S543, схема 203 вычисления величины характеристики выполняет те же расчеты, что и в описанном выше выражении (1), в отношении соответствующих сигналов подполосы низкой полосы, подаваемых из схемы 201 разделения подполосы; и, таким образом, рассчитывает значения мощности подполосы низкой полосы, как величины характеристики, предназначенные для вывода, в схему 204 оценки коэффициента.
В результате, в отношении соответствующих фреймов множества сигналов широкополосной инструкции, значения мощности подполосы высокой полосы и значения мощности подполосы низкой полосы подают в схему 204 оценки коэффициента.
ib
ib
На этапе S544, схема 204 оценки коэффициента выполняет регрессионный анализ, используя способ наименьших квадратов, для расчета коэффициентов A (kb) и B, для соответствующих подполос ib (где sb+1≤ib≤eb) на стороне высокой полосы, в которой индекс изменяется от sb+1 до eb.
При регрессионном анализе значения мощности подполосы низкой полосы, подаваемые из схемы 203 вычисления величины характеристики, устанавливают для пояснительных переменных, и значения мощности подполосы высокой полосы, подаваемые из схемы 202 вычисления мощности подполосы высокой полосы, устанавливают, как пояснявшиеся переменные. Кроме того, регрессионный анализ выполняют, используя значения мощности подполосы низкой полосы и значения мощности подполосы высокой полосы во всех фреймах, которые составляют все сигналы широкополосной инструкции, подаваемые в устройство 191 изучения коэффициента.
ib
ib
На этапе S545, схема 204 оценки коэффициента получает остаточные векторы соответствующих фреймов сигналов широкополосной инструкции, используя полученные коэффициенты A (kb) и B соответствующих подполос ib.
ib
ib
Например, схема 204 оценки коэффициента вычитает эти суммы между общей суммой значений мощности power (kb, J) подполосы низкой полосы (в которых sb-3≤kb≤sb), которые умножают на коэффициенты A (kb); и сумму коэффициентов B, из значений мощности power (ib, J) подполосы высокой полосы для соответствующих подполос ib (в которых, sb+1≤ib≤eb) для фрейма J, рассчитывая, таким образом, остаточные ошибки. Кроме того, векторы, включающие в себя остаточные ошибки соответствующих подполос ib фрейма J, устанавливают для остаточных векторов.
Кроме того, остаточные векторы рассчитывают для всех фреймов, которые составляют все сигналы широкополосной инструкции, подаваемые в устройство 191 изучения коэффициента.
На этапе S546, схема 204 оценки коэффициента объединяет в некоторые кластеры остаточные векторы, полученные для соответствующих фреймов, в соответствии с k-значным способом и т.п.
Кроме того, схема 204 оценки коэффициента рассчитывает центральные векторы кластеров для соответствующих кластеров и рассчитывает расстояния между центральными векторами и остаточными векторами кластеров в отношении остаточных векторов соответствующих фреймов. Кроме того, схема 204 оценки коэффициента устанавливает кластеры, принадлежащие соответствующим фреймам, на основе рассчитанных расстояний. Таким образом, кластер, имеющий центральный вектор, который имеет кратчайшее расстояние с остаточным вектором фрейма, устанавливают, как кластер, который принадлежит этому фрейму.
На этапе S547, схема 204 оценки коэффициента выбирает один из множества кластеров, полученных в результате объединения в кластеры, в качестве целевого кластера обработки.
ib
ib
На этапе S548, схема 204 оценки коэффициента рассчитывает коэффициенты A (kb) и B соответствующих подполос ib (в которых sb+1≤ib≤eb), используя регрессионный анализ, используя фрейм остаточного вектора, который принадлежит кластеру, выбранному, как целевой кластер обработки.
ib
ib
Таким образом, когда к фрейму остаточного вектора, который принадлежит целевому кластеру обработки, обращаются, как к целевому фрейму обработки, значения мощности подполосы низкой полосы и значения мощности подполосы высокой полосы всех целевых фреймов обработки устанавливают, как пояснительные переменные и пояснявшиеся переменные, выполняя, таким образом, регрессионный анализ, используя способ наименьших квадратов. В результате, получают коэффициенты A (kb) и B для соответствующих подполос ib.
ib
ib
Таблицу коэффициентов, имеющую коэффициенты A (kb) и B соответствующих подполос, полученные таким образом, устанавливают для коэффициентов оценки декодирования мощности подполосы высокой полосы, и индекс коэффициента задают для этих коэффициентов оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы.
На этапе S549, устройство 191 изучения коэффициентов определяет, были ли обработаны все кластеры или нет, как целевой кластер обработки. На этапе S549, когда определяют, что все кластеры уже были обработаны, обработка возвращается на этап S547 и описанную выше обработку повторяют. Таким образом, следующий кластер выбирают, как цель обработки, и рассчитывают коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы.
С другой стороны, на этапе S549, когда определяют, что все кластеры обработаны, получают заданное количество коэффициентов оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы, которые требовалось получить. Поэтому, обработка переходит на этап S550.
На этапе S550, схема 204 оценки коэффициента выводит полученный индекс коэффициента и полученные коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы в кодер или декодер для записи, и обработка изучения коэффициента заканчивается.
Таким образом, устройство 191 изучения коэффициента формирует коэффициенты оценки мощности декодирования подполосы высокой полосы (таблица коэффициентов) для соответствующих индексов коэффициента из подаваемых сигналов широкополосной инструкции, предназначенных для вывода. Таким образом, изучение выполняют, используя множество сигналов широкополосной инструкции, которые имеют разные условия для формирования таблицы коэффициентов; и, в результате, размер области записи таблиц коэффициентов может быть уменьшен, и значения мощности подполосы высокой полосы могут быть точно оценены в среднем.
Последовательность обработки, описанная выше, выполняется с помощью аппаратных средств и программных средств. Когда выполняют последовательность обработки с помощью программных средств, программу, состоящую из программных средств, устанавливают в компьютер, в котором встроено обозначенное программное средство, или персональный компьютер общего назначения, выполненный с возможностью исполнения различных функций, при установке различных программ с носителя записи программы.
На фиг.40 показана блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации аппаратных средств компьютера, выполняющего описанную выше последовательность обработки, с помощью компьютера.
В компьютере CPU 501, ROM (постоянное запоминающее устройство) 502 и RAM (оперативное запоминающее устройство) 503 соединены друг с другом через шину 504.
Кроме того, интерфейс 505 ввода-вывода соединен с шиной 504. Модуль 506 ввода, включающий в себя клавиатуру, мышь, микрофон и т.п., модуль 507 вывода, включающий в себя дисплей, громкоговоритель и т.п., модуль 508 сохранения, включающий в себя жесткий диск или энергонезависимое запоминающее устройство и т.п., модуль 509 передачи данных, включающий в себя сетевой интерфейс и т.п., и привод 510, который выполняет привод съемного носителя 511 информации, такого, как магнитный диск, оптический диск, магнитооптический диск и полупроводниковое запоминающее устройство, и т.п., соединены с интерфейсом 505 ввода-вывода.
В компьютере, выполненном, как описано выше, например, CPU 501 загружает и выполняет программу, сохраненную в модуле 508 сохранения, в RAM 503 через интерфейс 505 ввода-вывода и шину 504 для выполнения последовательности обработки, описанной выше.
Программа, исполняемая компьютером (CPU 501), например, записана на съемном носителе 511, таком как пакетный носитель, включающий в себя магнитный диск, (включая в себя гибкий диск), оптический диск ((CD-ROM (постоянное запоминающее устройство на компакт-диске)), DVD (цифровой универсальный диск) и т.п.), магнитооптический диск или полупроводниковое запоминающее устройство, или предоставляет через проводную или беспроводную среду передачи данных, включающую в себя локальную вычислительную сеть, Интернет и широковещательную передачу через цифровой спутник.
Кроме того, программа может быть установлена в модуль 508 сохранения через интерфейс 505 ввода-вывода, путем установки съемного носителя 511 в привод 510. Кроме того, программу принимают в модуле 509 передачи данных через проводную или беспроводную среду передачи данных, и она может быть установлена в модуле 508 сохранения. Кроме того, программа может быть установлена в ROM 502 или в модуле 508 сохранения заранее.
Кроме того, программа, выполняемая компьютером, может представлять собой программу, где обработку выполняют во временной последовательности, в соответствии с последовательностью, описанной в описании, и программу, в которой обработку выполняют параллельно или в необходимые моменты времени, когда поступает вызов.
Кроме того, вариант осуществления настоящего изобретения не ограничен описанным выше вариантом осуществления, и различные модификации возможны в пределах объема на основе сущности настоящего изобретения.
Список номеров ссылочных позиций
10 Устройств расширения полосы частот
11 Фильтр низкой частоты
12 Схема задержки
13, 13-1-13-N Полосовой фильтр
14 Схема вычисления величины характеристики
15 Схема оценки мощности подполосы высокой полосы
16 Схема формирования сигнала высокой полосы
17 Фильтр высокой полосы
18 Сумматор сигнала
20 Устройство изучения коэффициента
21, 21-1-21(K+N) Полосовой фильтр
22 Схема вычисления мощности подполосы высокой полосы
23 Схема вычисления величины характеристики
24 Схема оценки коэффициента
30 Кодер
31 Фильтр низкой частоты
32 Схема кодирования низкой полосы
33 Схема разделения подполос
34 Схема вычисления величины характеристики
35 Схема вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы
36 Схема вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы
37 Схема кодирования высокой полосы
38 Схема мультиплексирования
40 Декодер
41 Схема демультиплексирования
42 Схема декодирования низкой полосы
43 Схема разделения подполос
44 Схема вычисления величины характеристики
45 Схема декодирования высокой полосы
46 Схема вычисления декодированной мощности подполосы высокой полосы
47 Схема формирования декодированного сигнала высокой полосы
48 Схема синтеза
50 Устройство изучения коэффициента
51 Фильтр низкой частоты
52 Схема разделения подполос
53 Схема вычисления величины характеристики
54 Схема вычисления псевдомощности подполосы высокой полосы
55 Схема вычисления разности псевдомощности подполосы высокой полосы
56 Схема объединения в кластеры разности псевдомощности подполосы высокой полосы
57 Схема оценки коэффициента
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 Шина
105 Интерфейс ввода-вывода
106 Модуль ввода
107 Модуль вывода
108 Модуль сохранения
109 Модуль передачи данных
110 Привод
111 Съемный носитель