ЭФФЕКТИВНОЕ КОМБИНИРОВАННОЕ ГАРМОНИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

1. Система, сконфигурированная для генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала из низкочастотной составляющей звукового сигнала, где система включает:
- блок (501) анализирующих фильтров, сконфигурированный для создания набора сигналов анализируемых поддиапазонов из низкочастотной составляющей сигнала; где набор сигналов анализируемых поддиапазонов включает, по меньшей мере, два сигнала анализируемых поддиапазонов; где блок (501) анализирующих фильтров имеет разрешающую способность по частоте Δf;
- блок (502) нелинейной обработки, сконфигурированный для определения набора сигналов синтезируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием порядка преобразования Р; где набор сигналов синтезируемых поддиапазонов определен на основе части набора сигналов анализируемых поддиапазонов, сдвинутых по фазе посредством величины, производной от порядка преобразования Р; где блок (502) нелинейной обработки сконфигурирован для определения на выходе блока (502) нелинейной обработки некоторого количества сигналов синтезируемых поддиапазонов, которое отличается от количества сигналов анализируемых поддиапазонов на входе блока (502) нелинейной обработки; и
- блок (504) синтезирующих фильтров, сконфигурированный для генерирования высокочастотной составляющей сигнала из набора сигналов синтезируемых поддиапазонов; где блок (504) синтезирующих фильтров имеет разрешающую способность по частоте FΔf, где F - коэффициент разрешения, F≥1, где порядок преобразования Р отличается от коэффициента разрешения F.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок (502) нелинейной обработки сконфигурирован для определения сигнала синтезируемого поддиапазона из набора сигналов анализируемых поддиапазонов на основе - сигнала анализируемого поддиапазона из набора сигналов анализируемых поддиапазонов, сдвинутого по фазе посредством порядка преобразования Р; или
- пары сигналов анализируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов, где первый член пары сигналов поддиапазонов сдвинут по фазе посредством коэффициента Р', и второй член пары сдвинут по фазе посредством коэффициента Р'', где Р'+Р''=Р.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что
A
A
A
- блок (501) анализирующих фильтров содержит некоторое количество L анализируемых поддиапазонов, L>1, где k - индекс анализируемого поддиапазона, k=0, …, L-1; и
S
S
S
- блок (504) синтезирующих фильтров содержит некоторое количество L синтезируемых поддиапазонов, L>0, где n - индекс синтезируемого поддиапазона, n=0, …, L-1.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что блок (502) нелинейной обработки сконфигурирован для определения n-го сигнала синтезируемого поддиапазона из набора сигналов синтезируемых поддиапазонов из k-го сигнала анализируемого поддиапазона и (k+1)-го сигнала анализируемого поддиапазона из набора сигналов анализируемых поддиапазонов.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок (502) нелинейной обработки сконфигурирован для
- определения фазы n-го сигнала синтезируемого поддиапазона как суммы сдвинутой фазы k-го сигнала анализируемого поддиапазона и сдвинутой фазы (k+1)-го сигнала анализируемого поддиапазона; и/или
- определения абсолютного значения n-го сигнала синтезируемого поддиапазона как произведения возведенного в степень абсолютного значения k-го сигнала анализируемого поддиапазона и возведенного в степень абсолютного значения (k+1)-го сигнала анализируемого поддиапазона.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что
- индекс k анализируемого поддиапазона для сигнала анализируемого поддиапазона, вносящего вклад в синтезируемый поддиапазон с индексом n синтезируемого поддиапазона, имеет вид целого числа, полученного путем округления до целого выражения
; где остаток r имеет вид
.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что блок (502) нелинейной обработки сконфигурирован для
- определения фазы n-го сигнала синтезируемого поддиапазона как суммы фазы k-го сигнала анализируемого поддиапазона, умноженной на Р(1-r), и фазы (k+1)-го сигнала анализируемого поддиапазона, умноженной на R(r); и/или
- определения абсолютного значения n-го сигнала синтезируемого поддиапазона как произведения абсолютного значения k-го сигнала анализируемого поддиапазона, возведенного в степень (1-r), и абсолютного значения (k+1)-го сигнала анализируемого поддиапазона, возведенного в степень r.
8. Система по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что
- блок (501) анализирующих фильтров и блок (504) синтезирующих фильтров скомпонованы равномерно, и, таким образом, средняя частота анализируемого поддиапазона имеет вид kΔf, а средняя частота синтезируемого поддиапазона имеет вид nFΔf.
9. Система по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что
- блок (501) анализирующих фильтров и блок (504) синтезирующих фильтров скомпонованы неравномерно, и, таким образом, средняя частота анализируемого поддиапазона имеет вид
, а средняя частота синтезируемого поддиапазона имеет вид
; и
- разность между порядком преобразования Р и коэффициентом разрешения F является четной.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что
A
- блок (501) анализирующих фильтров использует шаг анализа по времени Δf;
S
- блок (504) синтезирующих фильтров использует шаг синтеза по времени Δt; и
A
S
- шаг анализа по времени Δt и шаг синтеза по времени Δt равны.
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок (512) нелинейной обработки сконфигурирован для
- определения набора промежуточных сигналов синтезируемых поддиапазонов, имеющих разрешающую способность по частоте RΔf, из набора сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием порядка преобразования Р; где набор промежуточных сигналов синтезируемых поддиапазонов определен на основе части набора сигналов анализируемых поддиапазнов, сдвинутых по фазе посредством порядка преобразования Р; и
- интерполяции одного или нескольких промежуточных сигналов синтезируемых поддиапазонов для определения сигнала синтезируемого поддиапазона из набора сигналов синтезируемых поддиапазонов, имеющих разрешающую способность по частоте FΔf.
12. Система, сконфигурированная для генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала из низкочастотной составляющей звукового сигнала, где система включает:
- блок (501) анализирующих фильтров, сконфигурированный для создания набора сигналов анализируемых поддиапазонов из низкочастотной составляющей сигнала; где набор сигналов анализируемых поддиапазонов включает, по меньшей мере, два сигнала анализируемых поддиапазонов;
1
1
- первый блок (502) нелинейной обработки, сконфигурированный для определения первого набора сигналов синтезируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием порядка преобразования P; где первый набор сигналов синтезируемых поддиапазонов определен на основе части набора сигналов анализируемых поддиапазонов, сдвинутых по фазе посредством величины, производной от порядка преобразования P;
2
2
1
2
- второй блок (502) нелинейной обработки, сконфигурированный для определения второго набора сигналов синтезируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием порядка преобразования Р; где второй набор сигналов синтезируемых поддиапазонов определен на основе части набора сигналов анализируемых поддиапазонов, сдвинутых по фазе посредством величины, производной от порядка преобразования Р; где первый порядок преобразования Р и второй порядок преобразования Р различны;
- блок (503) объединения, сконфигурированный для объединения первого и второго наборов сигналов синтезируемых поддиапазонов, таким образом, генерирующий комбинированный набор сигналов синтезируемых поддиапазонов; и
- блок (504) синтезирующих фильтров, сконфигурированный для генерирования высокочастотной составляющей сигнала из комбинированного набора сигналов синтезируемых поддиапазонов.
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что
- блок (503) объединения сконфигурирован для наложения сигналов поддиапазонов из первого и второго наборов сигналов синтезируемых поддиапазонов, соответствующих перекрывающимся диапазонам частот.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно включает:
- базовый декодер (1001), сконфигурированный для конверсии кодированного битового потока в низкочастотную составляющую сигнала;
- блок (1003) анализирующих квадратурных зеркальных фильтров, также именуемый блоком QMF-фильтров, сконфигурированный для конверсии высокочастотной составляющей в ряд сигналов QMF-поддиапазонов;
- модуль (1004) обработки высокочастотной реконструкции, сконфигурированный для модификации сигналов QMF-поддиапазонов; и
- блок (1005) синтезирующих QMF-фильтров, сконфигурированный для генерирования модифицированной высокочастотной составляющей из модифицированных сигналов QMF-поддиапазонов.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно включает:
- блок (1106) понижающей дискретизации в восходящем направлении относительно блока (501) анализирующих фильтров, сконфигурированный для уменьшения частоты дискретизации низкочастотной составляющей сигнала, таким образом, генерирующий низкочастотную составляющую с уменьшенной частотой дискретизации.
16. Система по одному из пп.14 и 15, отличающаяся тем, что базовый декодер (1001) основан на одной из следующих схем кодирования: Dolby E, Dolby Digital, AAC, HE-AAC.
17. Система, сконфигурированная для генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала со второй частотой дискретизации из низкочастотной составляющей звукового сигнала с первой частотой дискретизации, где вторая частота дискретизации в R раз больше первой частоты дискретизации, R≥1, где система включает:
- гармонический преобразователь (1102) порядка T, сконфигурированный для генерирования модулированной высокочастотной составляющей из низкочастотной составляющей; где модулированная высокочастотная составляющая определена на основе части спектра низкочастотной составляющей, преобразованной до в T раз более высокого диапазона частот; где модулированная высокочастотная составляющая имеет первую частоту дискретизации, умноженную на коэффициент S; где T>1, и S<R.
18. Система по п.17, отличающаяся тем, что дополнительно включает:
- блок (1103) анализирующих квадратурных зеркальных фильтров, также именуемый блоком QMF-фильтров, сконфигурированный для отображения модулированной высокочастотной составляющей в, по меньшей мере, один из Х QMF-поддиапазонов, где Х кратно S, таким образом, генерирующий, по меньшей мере, один сигнал QMF-поддиапазона;
- модуль (1104) обработки высокочастотной реконструкции, сконфигурированный для модификации, по меньшей мере, одного сигнала QMF-поддиапазона; и
- блок (1105) синтезирующих QMF-фильтров, сконфигурированный для генерирования высокочастотной составляющей из, по меньшей мере, одного модифицированного сигнала QMF-поддиапазона.
19. Система по одному из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что гармонический преобразователь (1102) включает
- блок (101) анализирующих фильтров, сконфигурированный для создания набора сигналов анализируемых, поддиапазонов из низкочастотной составляющей сигнала;
- блок (102) нелинейной обработки, связанный с порядком преобразования Г и сконфигурированный для определения набора сигналов синтезируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов путем изменения фазы набора сигналов анализируемых поддиапазонов; и
- блок (103) синтезирующих фильтров, сконфигурированный для генерирования модулированной высокочастотной составляющей сигнала из набора сигналов синтезируемых поддиапазонов.
20. Система по п.19, отличающаяся тем, что
- низкочастотная составляющая имеет ширину полосы частот В;
- набор сигналов синтезируемых поддиапазонов охватывает диапазон частот от (T-1)*B до T*B; и
- гармонический преобразователь (1102) сконфигурирован для модулирования набора сигналов синтезируемых поддиапазонов в базовую полосу, центрированную на нулевой частоте, таким образом, генерируя модулированную высокочастотную составляющую.
21. Система по п.20, отличающаяся тем, что гармонический преобразователь (1102) сконфигурирован для отображения набора сигналов синтезируемых поддиапазонов в поддиапазоны блока (103) синтезирующих фильтров.
22. Система по п.21, отличающаяся тем, что гармонический преобразователь (1102) включает систему по одному из пп.1-13.
23. Система по п.22, отличающаяся тем, что дополнительно включает средства понижающей дискретизации (1106) в восходящем направлении относительно гармонического преобразователя (1102), сконфигурированные для создания подвергнутой критической понижающей дискретизации низкочастотной составляющей с первой частотой дискретизации, деленной на коэффициент понижающей дискретизации Q, из низкочастотной составляющей сигнала; где
- модулированная высокочастотная составляющая имеет первую частоту дискретизации, умноженную на коэффициент S и деленную на коэффициент понижающей дискретизации Q; и
- X кратно S/Q.
24. Способ генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала из низкочастотной составляющей звукового сигнала, где способ включает этапы, на которых:
- создают набор сигналов анализируемых поддиапазонов из низкочастотной составляющей сигнала с использованием блока (501) анализирующих фильтров, имеющего разрешающую способность по частоте Δf; где набор сигналов анализируемых поддиапазонов включает, по меньшей мере, два сигнала анализируемых поддиапазонов;
- определяют набор сигналов синтезируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием порядка преобразования Р; где набор сигналов синтезируемых поддиапазонов определен на основе части набора сигналов анализируемых поддиапазонов, сдвинутых по фазе посредством величины, производной от порядка преобразования Р; где количество сигналов синтезируемых поддиапазонов, определяемых из набора сигналов анализируемых поддиапазонов, отличается от количества сигналов анализируемых поддиапазонов, использованных для определения набора сигналов синтезируемых поддиапазонов;
- генерируют высокочастотную составляющую сигнала из набора сигналов синтезируемых поддиапазонов с использованием блока (504) синтезирующих фильтров, имеющего разрешающую способность по частоте FΔf, где F - коэффициент разрешения, F≥1, где порядок преобразования Р отличается от коэффициента разрешения F.
25. Способ генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала из низкочастотной составляющей звукового сигнала, где способ включает этапы, на которых:
- создают набор сигналов анализируемых поддиапазонов из низкочастотной составляющей сигнала; где набор сигналов анализируемых поддиапазонов включает, по меньшей мере, два сигнала анализируемых поддиапазонов;
1
1
- определяют первый набор сигналов синтезируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием первого порядка преобразования P; где первый набор сигналов синтезируемых поддиапазонов определен на основе части набора сигналов анализируемых поддиапазонов, сдвинутых по фазе посредством величины, производной от первого порядка преобразования P;
2
2
1
2
- определяют второй набор сигналов синтезируемых поддиапазонов из набора сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием второго порядка преобразования Р; где второй набор сигналов синтезируемых поддиапазонов определен на основе части набора сигналов анализируемых поддиапазонов, сдвинутых по фазе посредством величины, производной от второго порядка преобразования Р, где первый порядок преобразования Р и второй порядок преобразования Р различны;
- объединяют первый и второй наборы сигналов синтезируемых поддиапазонов для получения комбинированного набора сигналов синтезируемых поддиапазонов; и
- генерируют высокочастотную составляющую сигнала из комбинированного набора сигналов синтезируемых поддиапазонов.
26. Способ генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала со второй частотой дискретизации из низкочастотной составляющей звукового сигнала с первой частотой дискретизации, где вторая частота дискретизации в R раз больше первой частоты дискретизации, R≥1, где способ включает этап, на котором:
- генерируют модулированную высокочастотную составляющую из низкочастотной составляющей путем применения гармонического преобразования порядка Т; где модулированная высокочастотная составляющая определена на основе части спектра низкочастотной составляющей, преобразованной до в T раз более высокого диапазона частот; где
модулированная высокочастотная составляющая имеет первую частоту дискретизации, умноженную на коэффициент S; где T>1, и S<R.
27. Дополнительное внешнее устройство, предназначенное для декодирования принимаемого сигнала, включающего, по меньшей мере, звуковой сигнал, где дополнительное внешнее устройство включает:
- систему по одному из пп.1-23, предназначенную для генерирования высокочастотной составляющей звукового сигнала из низкочастотной составляющей звукового сигнала.
28. Носитель данных, включающий программу, реализованную программно, адаптированную для исполнения на процессоре и для выполнения этапов способа по одному из пп.24-26 при осуществлении на вычислительном устройстве.