УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО СИНТЕЗА СИНУСОИД И СВИП-СИНУСОИД С ПОМОЩЬЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ШАБЛОНОВ

1. Устройство для генерации выходного звукового сигнала, основываясь на спектре кодированного звукового сигнала, содержащее:
блок (115) обработки для обработки спектра кодированного звукового сигнала для получения спектра декодированного звукового сигнала, содержащего множество спектральных коэффициентов, причем каждый из спектральных коэффициентов имеет спектральное расположение в спектре кодированного звукового сигнала и спектральное значение, причем спектральные коэффициенты последовательно упорядочиваются согласно их спектральному расположению в спектре кодированного звукового сигнала так, чтобы спектральные коэффициенты сформировали последовательность спектральных коэффициентов,
средство (125) определения псевдо коэффициентов для определения одного или большего количества псевдо коэффициентов спектра декодированного звукового сигнала, причем каждый из псевдо коэффициентов является одним из спектральных коэффициентов,
блок (135) замены для замены по меньшей мере одного или большего количества псевдо коэффициентов определенным спектральным шаблоном для получения измененного спектра звукового сигнала, причем определенный спектральный шаблон содержит по меньшей мере два коэффициента шаблона, причем каждый по меньшей мере из двух коэффициентов шаблона имеет спектральное значение, и
блок (145) преобразования «спектр-время» для преобразования измененного спектра звукового сигнала во временную область для обеспечения выходного звукового сигнала.
2. Устройство по п. 1,
в котором устройство дополнительно содержит блок (155) хранения, содержащий базы данных или память, хранящий в базе данных или в памяти множество сохраненных спектральных шаблонов, причем каждый из сохраненных спектральных шаблонов имеет спектральное свойство,
в котором блок (135) замены конфигурируется для запроса из блока (155) хранения одного из сохраненных спектральных шаблонов в качестве запрашиваемого спектрального шаблона,
в котором блок (155) хранения конфигурируется для обеспечения запрашиваемого спектрального шаблона, и
в котором блок (135) замены конфигурируется для замены по меньшей мере одного или большего количества псевдо коэффициентов определенным спектральным шаблоном, основываясь на запрашиваемом спектральном шаблоне.
3. Устройство по п. 2, в котором блок (135) замены конфигурируется для запроса из блока (155) хранения указанного одного из сохраненных спектральных шаблонов в зависимости от первого выведенного спектрального расположения, выведенного по меньшей мере из одного из одного или большего количества псевдо коэффициентов, определенных с помощью средства (125) определения псевдо коэффициентов.
4. Устройство по п. 3,
в котором один или большее количество псевдо коэффициентов являются значениями со знаком, каждый содержит компоненту знака, и
в котором блок (135) замены конфигурируется для определения первого выведенного спектрального расположения, основываясь на спектральном расположении одного псевдо коэффициента из одного или большего количества псевдо коэффициентов и основываясь на компоненте знака указанного псевдо коэффициента так, чтобы первое выведенное спектральное расположение было равно спектральному расположению указанного псевдо коэффициента, когда компонента знака имеет первое значение знака, и так, чтобы первое выведенное спектральное расположение было равно измененному расположению, причем измененное расположение получают в результате смещения спектрального расположения указанного псевдо коэффициента на предопределенное значение, когда компонента знака имеет отличающееся второе значение.
5. Устройство по п. 3,
в котором множество сохраненных спектральных шаблонов, хранящихся в базе данных или памяти из блока (155) хранения, являются или шаблонами постоянного тона, или шаблонами качающейся частоты,
в котором средство (125) определения псевдо коэффициентов конфигурируется для определения двух или большего количества последовательных во времени псевдо коэффициентов спектра декодированного звукового сигнала,
в котором блок (135) замены конфигурируется для назначения дорожке первого псевдо коэффициента и второго псевдо коэффициента из двух или большего количества последовательных во времени псевдо коэффициентов в зависимости от того, меньше или нет абсолютная разница между первым выведенным спектральным расположением, выведенным из первого псевдо коэффициента, и вторым выведенным спектральным расположением, выведенным из второго псевдо коэффициента, чем пороговое значение, и
в котором блок (135) замены конфигурируется для запроса из блока (155) хранения одного из шаблонов постоянного тона, когда первое выведенное спектральное расположение, выведенное из первого псевдо коэффициента дорожки, равно второму выведенному спектральному расположению, выведенному из второго псевдо коэффициента дорожки, и причем блок (135) замены конфигурируется для запроса из блока (155) хранения одного из шаблонов качающейся частоты, когда первое выведенное спектральное расположение, выведенное из первого псевдо коэффициента дорожки, отличается от второго выведенного спектрального расположения, выведенного из второго псевдо коэффициента дорожки.
6. Устройство по п. 5,
в котором блок (135) замены конфигурируется для запроса из блока (155) хранения первого шаблона качающейся частоты из шаблонов качающейся частоты, когда разница частот между вторым выведенным спектральным расположением, выведенным из второго псевдо коэффициента дорожки, и первым выведенным спектральным расположением, выведенным из первого псевдо коэффициента дорожки, равна половине предопределенного значения,
в котором блок (135) замены конфигурируется для запроса из блока (155) хранения второго шаблона качающейся частоты, который отличается от первого шаблона качающейся частоты, из шаблонов качающейся частоты, когда разница частот между вторым выведенным спектральным расположением, выведенным из второго псевдо коэффициента дорожки, и первым выведенным спектральным расположением, выведенным из первого псевдо коэффициента дорожки, равна предопределенному значению, и
в котором блок (135) замены конфигурируется для запроса из блока (155) хранения третьего шаблона качающейся частоты, который отличается от первого качающегося шаблона и второго шаблона качающейся частоты, из шаблонов качающейся частоты, когда разница частот между вторым выведенным спектральным расположением, выведенным из второго псевдо коэффициента дорожки, и первым выведенным спектральным расположением, выведенным из первого псевдо коэффициента дорожки, равна полутора предопределенным значениям.
7. Устройство по п. 2, в котором блок (135) замены содержит блок (138) адаптации шаблона, конфигурируемый для изменения запрашиваемого спектрального шаблона, обеспеченного с помощью блока (155) хранения, для получения определенного спектрального шаблона.
8. Устройство по п. 7, в котором блок (138) адаптации шаблона конфигурируется для изменения запрашиваемого спектрального шаблона, обеспеченного с помощью блока (155) хранения с помощью повторного масштабирования спектральных значений коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона в зависимости от спектрального значения одного из одного или большего количества псевдо коэффициентов
9. Устройство по п. 7, в котором блок (138) адаптации шаблона конфигурируется для изменения запрашиваемого спектрального шаблона, обеспеченного с помощью блока (155) хранения, в зависимости от начальной фазы так, чтобы спектральное значение каждого из коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона изменялось первым способом, когда начальная фаза имеет первое значение начальной фазы, и так, чтобы спектральное значение каждого из коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона изменялось отличающимся вторым способом, когда начальная фаза имеет отличающееся второе значение начальной фазы.
10. Устройство по п. 7,
в котором спектральное значение каждого из коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона является комплексным коэффициентом, содержащим действительную часть и мнимую часть, и
j∙φ
в котором блок (138) адаптации шаблона конфигурируется для изменения запрашиваемого спектрального шаблона с помощью изменения действительной части и мнимой части каждого из коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона, обеспеченного с помощью блока (155) хранения, с помощью применения множителя e комплексного поворота, причем φ является угловым значением.
11. Устройство по п. 7,
в котором спектральное значение каждого из коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона является комплексным коэффициентом, содержащим действительную часть и мнимую часть, и
в котором блок (138) адаптации шаблона конфигурируется для изменения запрашиваемого спектрального шаблона, обеспеченного с помощью блока (155) хранения, с помощью инвертирования действительной и мнимой части спектрального значения каждого из коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона, или с помощью перестановки действительной части или инвертированной действительной части и мнимой части или инвертированной мнимой части спектрального значения каждого из коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона.
12. Устройство по п. 7, в котором блок (138) адаптации шаблона конфигурируется для изменения запрашиваемого спектрального шаблона, обеспеченного с помощью блока (155) хранения, с помощью реализации временного зеркального отображения шаблона с помощью вычисления комплексного сопряжения шаблона и применения комплексной фазовой составляющей.
13. Устройство по п. 7,
в котором спектр декодированного звукового сигнала представлен в области MDCT,
в котором блок (138) адаптации шаблона конфигурируется для изменения запрашиваемого спектрального шаблона, обеспеченного с помощью блока (155) хранения, с помощью изменения спектральных значений коэффициентов шаблона запрашиваемого спектрального шаблона для получения измененного спектрального шаблона, причем спектральные значения представлены в области нечетного дискретного преобразования Фурье,
в котором блок (135) адаптации шаблона конфигурируется для преобразования значений спектральных коэффициентов шаблона измененного спектрального шаблона из области нечетного дискретного преобразования Фурье в область MDCT для получения определенного спектрального шаблона, и
в котором блок (135) замены конфигурируется для замены по меньшей мере одного или большего количества псевдо коэффициентов определенным спектральным шаблоном, представленным в области MDCT, для получения измененного спектра звукового сигнала, представленного в области MDCT.
14. Устройство для генерации множества спектральных шаблонов, содержащее:
генератор (165) сигнала для генерации множества сигналов в первой области,
блок (175) преобразования сигнала для преобразования каждого сигнала из множества сигналов из первой области во вторую область для получения множества спектральных шаблонов, каждый шаблон из множества преобразованных спектральных шаблонов содержит множество коэффициентов,
блок (185) последующей обработки для сокращения преобразованных спектральных шаблонов с помощью удаления одного или большего количества коэффициентов преобразованных спектральных шаблонов для получения множества обработанных шаблонов, и
блок (15) хранения, содержащий базы данных или память, причем блок (195) хранения конфигурируется для хранения каждого обработанного шаблона из множества обработанных шаблонов в базе данных или в памяти,
в котором генератор (165) сигнала конфигурируется для генерации каждого сигнала из множества сигналов, основываясь на формулах:
причем t и τ указывают время,
причем φ(t) является мгновенной фазой в t, и
причем f(τ) является мгновенной частотой в τ,
0
1
причем каждый сигнал из множества сигналов имеет начальную частоту (f), которая является мгновенной частотой указанного сигнала в первый момент времени, и целевую частоту (f), которая является мгновенной частотой указанного сигнала в отличающийся второй момент времени,
причем генератор (165) сигнала конфигурируется для генерации первого сигнала из множества сигналов так, чтобы целевая частота первого сигнала была равна начальной частоте, и
причем генератор (165) сигнала конфигурируется для генерации отличающегося второго сигнала из множества сигналов так, чтобы целевая частота первого сигнала отличалась от начальной частоты.
15. Устройство по п. 14.
в котором блок (175) преобразования сигнала конфигурируется для преобразования каждого сигнала из множества сигналов из первой области, которая является областью времени, во вторую область, которая является спектральной областью,
в котором блок (175) преобразования сигнала конфигурируется для генерации первого из множества блоков времени для преобразования указанного сигнала,
причем каждый блок времени из множества блоков времени содержит множество взвешенных выборок, причем каждая из указанных взвешенных выборок является выборкой указанного сигнала, взвешенной с помощью веса из множества весов, причем множество весов назначается указанному блоку времени, и причем каждый вес из множества весов назначается моменту времени,
0
причем начальная частота (f) каждого сигнала из множества сигналов является мгновенной частотой указанного сигнала в первый момент времени, причем первый из весов первого из блоков времени назначается первому моменту времени, причем второй из весов отличающегося второго из блоков времени назначается первому моменту времени, причем первый из блоков времени и второй из блоков времени перекрываются, и причем первый из весов равен второму из весов, и
причем целевая частота (i) каждого сигнала из множества сигналов является мгновенной частотой указанного сигнала во второй момент времени, причем третий из весов первого из блоков времени назначается второму моменту времени, причем четвертый из весов отличающегося третьего из блоков времени назначается второму моменту времени, причем первый из блоков времени и третий из блоков времени перекрываются, и причем третий из весов равен четвертому из весов.
16. Устройство по п. 14,
0
в котором каждый сигнал из множества сигналов имеет начальную фазу (φ), которая является фазой указанного сигнала в первый момент времени,
0
0
в котором генератор (165) сигнала конфигурируется для генерации множества сигналов таким образом, что начальная фаза (φ) первого из множества сигналов равна начальной фазе (φ) отличающегося второго из множества сигналов.
17. Устройство по п. 14, в котором блок (185) последующей обработки дополнительно конфигурируется для выполнения поворота на произвольный фазовый угол спектральных коэффициентов каждого из преобразованных спектральных шаблонов для получения множества произвольно повернутых спектральных шаблонов.
18. Устройство по п. 14, в котором блок (185) последующей обработки дополнительно конфигурируется для выполнения поворота на π/4 спектральных коэффициентов каждого из преобразованных спектральных шаблонов для получения множества повернутых спектральных шаблонов.
19. Устройство по п. 14, в котором генератор (165) сигнала конфигурируется для генерации первого сигнала, второго сигнала и одного или большего количества дополнительных сигналов, как множества сигналов так, чтобы каждая разница целевой частоты и начальной частоты каждого из дополнительных сигналов была целым кратным разницы целевой частоты и начальной частоты второго сигнала.
20. Способ генерации выходного звукового сигнала, основываясь на спектре кодированного звукового сигнала, содержащий этапы, на которых:
обрабатывают спектр кодированного звукового сигнала для получения спектра декодированного звукового сигнала, содержащего множество спектральных коэффициентов, причем каждый из спектральных коэффициентов имеет спектральное расположение в спектре кодированного звукового сигнала и спектральное значение, причем спектральные коэффициенты последовательно упорядочиваются согласно их спектральному расположению в спектре кодированного звукового сигнала так, чтобы спектральные коэффициенты сформировали последовательность спектральных коэффициентов,
определяют один или большее количество псевдо коэффициентов спектра декодированного звукового сигнала, причем каждый из псевдо коэффициентов является одним из спектральных коэффициентов,
заменяют по меньшей мере один или большее количество псевдо коэффициентов определенным спектральным шаблоном для получения измененного спектра звукового сигнала, причем определенный спектральный шаблон содержит по меньшей мере два коэффициента шаблона, причем каждый по меньшей мере из двух коэффициентов шаблона имеет спектральное значение, и
преобразовывают измененный спектр звукового сигнала во временную область для обеспечения выходного звукового сигнала.
21. Способ генерации множества спектральных шаблонов, содержащий этапы, на которых:
генерируют множество сигналов в первой области,
преобразовывают каждый сигнал из множества сигналов из первой области во вторую область для получения множества спектральных шаблонов, каждый шаблон из множества преобразованных спектральных шаблонов содержит множество коэффициентов,
сокращают преобразованные спектральные шаблоны с помощью удаления одного или большего количества коэффициентов преобразованных спектральных шаблонов для получения множества обработанных шаблонов, и
сохраняют каждый обработанный шаблон из множества обработанных шаблонов в базе данных или в памяти,
причем генерация каждого сигнала из множества сигналов выполняется, основываясь на формулах:
причем t и τ указывают время,
причем φ(t) является мгновенной фазой в t, и
причем f(τ) является мгновенной частотой в τ,
0
1
причем каждый сигнал из множества сигналов имеет начальную частоту (f), которая является мгновенной частотой указанного сигнала в первый момент времени, и целевую частоту (f), которая является мгновенной частотой указанного сигнала в отличающийся второй момент времени.
1
0
причем генерация множества сигналов осуществляется с помощью генерации первого сигнала из множества сигналов так, чтобы целевая частота (f) первого сигнала была равна начальной частоте (f), и
1
0
причем генерация множества сигналов осуществляется с помощью генерации отличающегося второго сигнала из множества сигналов так, чтобы целевая частота (f) первого сигнала отличалась от начальной частоты (f).
22. Компьютерная программа для воплощения способа по п. 20 или 21 при выполнении на компьютере или процессоре обработки сигналов.