ГАРМОНИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ, УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ ПЕРЕКРЕСТНЫМ ПРОИЗВЕДЕНИЕМ

1. Система для генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала из низкочастотной составляющей звукового сигнала, которая содержит:
блок (301) анализирующих фильтров, создающий набор сигналов анализируемых поддиапазонов низкочастотной составляющей звукового сигнала;
блок (302) нелинейной обработки, предназначенный для генерирования сигнала синтезируемого поддиапазона с синтезируемой частотой путем умножения фаз первого и второго сигналов анализируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов и комбинирования сигналов анализируемых поддиапазонов с умноженными фазами; и
блок (303) синтезирующих фильтров, предназначенный для генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала из сигнала синтезируемого поддиапазона,
где блок (302) нелинейной обработки содержит блок (800-n) преобразования первого и второго порядка со многими входами и одним выходом, генерирующий сигнал (803) синтезируемого поддиапазона из первого (801) и второго (802) сигналов анализируемых поддиапазонов, соответственно, с первой анализируемой частотой ω и второй анализируемой частотой (ω+Ω);
первый сигнал (801) анализируемого поддиапазона является сигналом с фазой, умноженной на первый порядок преобразования (T-r);
второй сигнал (803) анализируемого поддиапазона является сигналом с фазой, умноженной на второй порядок преобразования r;
T>1; 1≤r<T; и
синтезируемая частота равна (T-r)·ω+r·(ω+Ω).
2. Система по п.1, которая также содержит:
блок (902) усиления, предназначенный для умножения сигнала (803) синтезируемого поддиапазона на коэффициент усиления.
3. Система по любому из предыдущих пунктов, которая также содержит:
набор блоков (800-n) со многими входами и одним выходом и/или набор блоков нелинейной обработки, которые генерируют набор парциальных сигналов (803) синтезируемых поддиапазонов с синтезируемой частотой; и
блок (702) суммирования поддиапазонов, предназначенный для комбинирования набора парциальных сигналов синтезируемых поддиапазонов.
4. Система по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что блок (302) нелинейной обработки также содержит:
блок (401) прямой обработки, предназначенный для генерирования дополнительного сигнала синтезируемого поддиапазона из третьего сигнала анализируемого поддиапазона из набора сигналов анализируемых поддиапазонов; и
блок суммирования поддиапазонов, предназначенный для комбинирования сигналов синтезируемых поддиапазонов с синтезируемой частотой.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что
блок суммирования поддиапазонов игнорирует сигналы синтезируемых поддиапазонов, генерируемые в блоках (800-n) со многими входами и одним выходом, если минимум абсолютного значения первого (801) и второго (802) сигналов анализируемых поддиапазонов меньше заранее заданной доли абсолютного значения сигнала.
6. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок (401) прямой обработки содержит:
блок (401-n) третьего порядка преобразования Т' с одним входом и одним выходом, генерирующий сигнал синтезируемого поддиапазона из третьего сигнала анализируемого поддиапазона, проявляющего третью анализируемую частоту, где
третий сигнал анализируемого поддиапазона является сигналом с фазой, модифицированной посредством третьего порядка преобразования T';
T' больше единицы; и
синтезируемая частота соответствует третьей анализируемой частоте, умноженной на третий порядок преобразования.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что
сигнал содержит основную частоту; и
блок (301) анализирующих фильтров проявляет разнос частот, который связан с основной частотой сигнала.
8. Система по п.6, отличающаяся тем, что
блок (301) анализирующих фильтров содержит N анализируемых поддиапазонов с практически постоянным расстоянием Δω между поддиапазонами;
анализируемый поддиапазон связан с индексом n анализируемого поддиапазона, где n∈[1, …, N};
блок (303) синтезирующих фильтров содержит синтезируемый поддиапазон;
синтезируемый поддиапазон связан с индексом n синтезируемого поддиапазона; и
каждый синтезируемый поддиапазон и анализируемый поддиапазон с индексом n содержат диапазоны частот, которые соотносятся друг с другом посредством коэффициента T.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что
сигнал (803) синтезируемого поддиапазона связан с синтезируемым поддиапазоном посредством индекса n;
1
первый сигнал (801) анализируемого поддиапазона связан с анализируемым поддиапазоном посредством индекса n-p;
2
второй сигнал (802) анализируемого поддиапазона связан с анализируемым поддиапазоном посредством индекса n+p, и
1
2
система дополнительно содержит блок выбора индексов, предназначенный для выбора индексов p и p.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что
1
2
1
2
блок выбора индексов пригоден для выбора смещений индексов p и p из ограниченного перечня пар (p, p), который хранится в блоке хранения индексов.
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что
1
2
блок выбора индексов пригоден для выбора пары (p, p) так, чтобы минимальное значение набора, включающего абсолютное значение сигнала первого анализируемого поддиапазона и абсолютное значение сигнала второго анализируемого поддиапазона, было максимизировано.
1
2
12. Система по п.9, отличающаяся тем, что блок выбора индексов пригоден для определения ограниченного перечня пар (p, p) так, чтобы
1
смещение индекса p=r·I;
2
смещение индекса p=(T-r)·I; и
I - положительное целое число.
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что
блок выбора индексов пригоден для выбора параметров I и r так, чтобы минимальное значение набора, включающего абсолютное значение сигнала первого анализируемого поддиапазона и абсолютное значение сигнала второго анализируемого поддиапазона, было максимизировано.
1
2
14. Система по п.9, отличающаяся тем, что блок выбора индексов пригоден для выбора смещений индексов p и p на основе характеристик сигнала.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что
сигнал содержит основную частоту Ω;
1
2
блок выбора индексов пригоден для выбора смещений индексов p и p так, чтобы
1
2
сумма смещений индексов p+p приблизительно равнялась частному Ω/Δω; и
1
2
частное p/p было кратно r/(T-r).
16. Система по п.14, отличающаяся тем, что
сигнал содержит основную частоту Ω;
1
2
блок выбора индексов пригоден для выбора смещений индексов p и p так, чтобы
1
2
сумма смещений индексов p+p приближенно равнялась частному Ω/Δω; и
1
2
частное p/p было равно r/(T-r).
17. Система по п.14, которая также содержит:
окно (2001) анализа, которое выделяет заранее определенный временной интервал низкочастотной составляющей в заранее определенный момент времени k; и
окно (2001) синтеза, которое выделяет заранее определенный временной интервал высокочастотной составляющей в заранее определенный момент времени k.
18. Система по п.17, отличающаяся тем, что
окно (2201) синтеза представляет собой масштабированную по времени версию окна (2001) анализа.
19. Система декодирования сигнала, содержащая:
блок (102) преобразования по п.1, предназначенный для генерирования высокочастотной составляющей сигнала из низкочастотной составляющей сигнала.
20. Система по п.19, отличающаяся тем, что сигнал является речевым и/или звуковым сигналом.
21. Система по любому из пп.19 и 20, отличающаяся тем, что также содержит:
базовый декодер (101), предназначенный для декодирования низкочастотной составляющей сигнала.
22. Система по п.21, отличающаяся тем, что также содержит:
повышающий дискретизатор (104), предназначенный для выполнения повышающей дискретизации низкочастотной составляющей, дающей на выходе низкочастотную составляющую с повышенной дискретизацией;
регулятор (103) огибающей, предназначенный для придания формы высокочастотной составляющей; и
блок суммирования составляющих, предназначенный для определения декодированного сигнала как суммы низкочастотной составляющей с повышенной дискретизацией и скорректированной высокочастотной составляющей.
23. Система по п.22, отличающаяся тем, что также содержит:
блок приема данных для выбора поддиапазонов, предназначенный для приема информации, позволяющей сделать выбор первого (801) и второго (802) сигналов анализируемых поддиапазонов, из которых должен генерироваться сигнал (803) синтезируемого поддиапазона.
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что
информация связана с основной частотой Ω сигнала.
25. Система по п.23, отличающаяся тем, что
информация включает перечень пар первых (801) и вторых (802) сигналов анализируемых поддиапазонов.
26. Система по п.22, отличающаяся тем, что также содержит:
блок приема данных об огибающей, предназначенный для приема информации, относящейся к огибающей высокочастотной составляющей сигнала.
27. Система по п.21, отличающаяся тем, что также содержит:
блок ввода, предназначенный для приема сигнала, включающего низкочастотную составляющую; и
блок вывода, предназначенный для предоставления декодированного сигнала, включающего низкочастотную и генерированную высокочастотную составляющие.
28. Способ выполнения высокочастотной реконструкции высокочастотной составляющей из низкочастотной составляющей звукового сигнала, который включает:
создание (301) первого сигнала поддиапазона низкочастотной составляющей с первой частотой ω и второго сигнала поддиапазона низкочастотной составляющей со второй частотой (ω+Ω);
умножение фазы первого сигнала поддиапазона на первый коэффициент преобразования (T-r) для получения первого преобразованного сигнала поддиапазона;
умножение фазы второго сигнала поддиапазона на второй коэффициент преобразования r для получения второго преобразованного сигнала поддиапазона; где T>1; а 1≤r<T; и
комбинирование (303) первого и второго преобразованных сигналов поддиапазонов для получения высокочастотной составляющей с высокой частотой (T·r)·ω+r·(ω+Ω).
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что этап создания включает:
фильтрацию низкочастотной составляющей посредством блока (301) анализирующих фильтров для генерирования первого и второго сигналов поддиапазонов.
30. Способ по любому из пп.28 и 29, отличающийся тем, что этап комбинирования включает:
умножение первого и второго преобразованных сигналов поддиапазонов для получения сигнала высокого поддиапазона; и
ввод сигнала высокого поддиапазона в блок синтезирующих фильтров для генерирования высокочастотной составляющей.
31. Способ по п.30, отличающийся тем, что также включает:
декодирование кодированного звукового сигнала для получения низкочастотной составляющей звукового сигнала, где кодированный сигнал получается из оригинального звукового сигнала и представляет только часть частотных поддиапазонов оригинального сигнала ниже частоты (1005) перехода.
32. Дополнительное внешнее устройство для декодирования принятого мультимедийного сигнала, включающего звуковой сигнал, причем дополнительное внешнее устройство содержит:
блок (102) преобразования по любому из пп.1-27, предназначенный для генерирования высокочастотной составляющей сигнала из низкочастотной составляющей звукового сигнала.