СПОСОБ РАСШИРЕНИЯ ШИРИНЫ ПОЛОСЫ, УСТРОЙСТВО РАСШИРЕНИЯ ШИРИНЫ ПОЛОСЫ, ПРОГРАММА, ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА И УСТРОЙСТВО ДЕКОДИРОВАНИЯ АУДИО

1. Способ расширения ширины полосы для формирования сигнала полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутый способ содержит:
первый этап преобразования, на котором преобразуют сигнал ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
этап сдвига основного тона, на котором формируют сигналы со сдвинутым основным тоном посредством применения различных коэффициентов сдвига к сигналу ширины полосы низких частот;
этап формирования высоких частот, на котором формируют высокочастотный QMF-спектр посредством растягивания во времени сигналов со сдвинутым основным тоном в QMF-области;
этап модификации спектра, на котором модифицируют высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
этап формирования полной ширины полосы, на котором формируют сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
2. Способ расширения ширины полосы по п.1,
в котором упомянутый этап формирования высоких частот включает в себя:
второй этап преобразования, на котором преобразуют сигналы со сдвинутым основным тоном в QMF-область, чтобы сформировать QMF-спектры;
этап формирования наложений гармоник, на котором растягивают QMF-спектры вдоль временного измерения с различными коэффициентами растягивания, чтобы сформировать наложения гармоник;
этап совмещения, на котором совмещают по времени наложения гармоник; и
этап суммирования, на котором суммируют совмещенные по времени наложения гармоник.
3. Способ расширения ширины полосы по п.2,
в котором упомянутый этап формирования наложений гармоник включает в себя:
этап вычисления, на котором вычисляют амплитуду и фазу QMF-спектра из QMF-спектров;
этап фазовой манипуляции, на котором выполняют манипуляцию фазы, чтобы сформировать новую фазу; и
этап формирования QMF-коэффициентов, на котором комбинируют амплитуду с новой фазой, чтобы сформировать новый набор QMF-коэффициентов.
4. Способ расширения ширины полосы по п.3,
в котором на упомянутом этапе фазовой манипуляции, новая фаза формируется на основе исходной фазы всего набора QMF-коэффициентов.
5. Способ расширения ширины полосы по одному из пп.3 и 4,
в котором на упомянутом этапе фазовой манипуляции, манипуляция выполняется многократно для наборов QMF-коэффициентов, и
на упомянутом этапе формирования QMF-коэффициентов формируются новые наборы QMF-коэффициентов.
6. Способ расширения ширины полосы по п.3,
в котором на упомянутом этапе фазовой манипуляции, выполняется различная манипуляция, в зависимости от индекса QMF-подполосы.
7. Способ расширения ширины полосы по п.5,
в котором на упомянутом этапе формирования QMF-коэффициентов, новые наборы QMF-коэффициентов суммируются с перекрытием, чтобы сформировать QMF-коэффициенты, соответствующие расширенному во времени аудиосигналу.
8. Способ расширения ширины полосы для формирования сигнала полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутый способ содержит:
первый этап преобразования, на котором преобразуют сигнал ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
этап формирования наложения гармоник низшего порядка, на котором формируют наложение гармоник низшего порядка посредством растягивания во времени сигнала ширины полосы низких частот в QMF-области;
этап формирования высоких частот, на котором (i) формируют сигналы, подвергнутые сдвигу основного тона, посредством применения различных коэффициентов сдвига к наложению гармоник низшего порядка, и (ii) формируют высокочастотный QMF-спектр из этих сигналов;
этап модификации спектра, на котором модифицируют высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
этап формирования полной ширины полосы, на котором формируют сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
9. Способ расширения ширины полосы по п.8,
в котором упомянутый этап формирования наложения гармоник низшего порядка включает в себя:
второй этап преобразования, на котором преобразуют сигнал ширины полосы низких частот во второй низкочастотный QMF-спектр;
этап полосовой фильтрации, на котором выполняют полосовую фильтрацию второго низкочастотного QMF-спектра; и
этап растягивания, на котором растягивают второй низкочастотный QMF-спектр после полосовой фильтрации вдоль временного измерения.
10. Способ расширения ширины полосы по п.9,
в котором второй низкочастотный QMF-спектр имеет более точное частотное разрешение, чем первый низкочастотный QMF-спектр.
11. Способ расширения ширины полосы по любому из пп.8, 9 и 10,
в котором упомянутый этап формирования высоких частот включает в себя:
этап формирования наложения, на котором выполняют полосовую фильтрацию наложения гармоник низшего порядка, чтобы сформировать наложения после полосовой фильтрации;
этап формирования высшего порядка, на котором отображают каждое из наложений после полосовой фильтрации в высокую частоту, чтобы сформировать наложения гармоник высшего порядка; и
этап суммирования, на котором суммируют наложения гармоник высшего порядка с наложением гармоник низшего порядка.
12. Способ расширения ширины полосы по п.11,
в котором упомянутый этап формирования высшего порядка включает в себя:
этап разбиения, на котором разбивают каждую QMF-подполосу в каждом из наложений после полосовой фильтрации на несколько подподполос;
этап отображения, на котором отображают под-подполосы в QMF-подполосы высоких частот; и
этап комбинирования, на котором комбинируют результаты отображения подподполос.
13. Способ расширения ширины полосы по п.12,
в котором упомянутый этап отображения включает в себя:
этап разделения, на котором разделяют под-подполосы каждой из QMF-подполос на часть полосы задерживания и часть полосы пропускания;
этап вычисления частот, на котором вычисляют транспонированные центральные частоты под-подполос для части полосы пропускания с помощью зависимого от порядка наложения коэффициента;
первый этап отображения, на котором отображают под-подполосы для части полосы пропускания в QMF-подполосы высоких частот согласно центральным частотам; и
второй этап отображения, на котором отображают под-подполосы для части полосы задерживания в QMF-подполосы высоких частот согласно под-подполосам части полосы пропускания.
14. Устройство расширения ширины полосы, которое формирует сигнал полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутое устройство расширения ширины полосы содержит:
первый модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
модуль сдвига основного тона, выполненный с возможностью формировать сигналы со сдвинутым основным тоном посредством применения различных коэффициентов сдвига к сигналу ширины полосы низких частот;
модуль формирования высоких частот, выполненный с возможностью формировать высокочастотный QMF-спектр посредством растягивания во времени сигналов со сдвинутым основным тоном в QMF-области;
модуль модификации спектра, выполненный с возможностью модифицировать высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
модуль формирования полной ширины полосы, выполненный с возможностью формировать сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
15. Устройство расширения ширины полосы, которое формирует сигнал полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутое устройство расширения ширины полосы содержит:
первый модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
модуль формирования наложения гармоник низшего порядка, выполненный с возможностью формировать наложение гармоник низшего порядка посредством растягивания во времени сигнала ширины полосы низких частот в QMF-области;
модуль формирования высоких частот, выполненный с возможностью (i) формировать сигналы, подвергнутые сдвигу основного тона, посредством применения различных коэффициентов сдвига к наложению гармоник низшего порядка, и (ii) формировать высокочастотный QMF-спектр из этих сигналов;
модуль модификации спектра, выполненный с возможностью модифицировать высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
модуль формирования полной ширины полосы, выполненный с возможностью формировать сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
16. Программа для формирования сигнала полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутая программа инструктирует компьютер выполнять:
первый этап преобразования для преобразования сигнала ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
этап сдвига основного тона для формирования сигналов со сдвинутым основным тоном посредством применения различных коэффициентов сдвига к сигналу ширины полосы низких частот;
этап формирования высоких частот для формирования высокочастотного QMF-спектра посредством растягивания во времени сигналов со сдвинутым основным тоном в QMF-области;
этап модификации спектра для модификации высокочастотного QMF-спектра, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
этап формирования полной ширины полосы для формирования сигнала полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
17. Программа для формирования сигнала полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутая программа инструктирует компьютер выполнять:
первый этап преобразования для преобразования сигнала ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
этап формирования наложения гармоник низшего порядка для формирования наложения гармоник низшего порядка посредством растягивания во времени сигнала ширины полосы низких частот в QMF-области;
этап формирования высоких частот для (i) формирования сигналов, подвергнутых сдвигу основного тона, посредством применения различных коэффициентов сдвига к наложению гармоник низшего порядка, и (ii) формирования высокочастотного QMF-спектра из этих сигналов;
этап модификации спектра для модификации высокочастотного QMF-спектра, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
этап формирования полной ширины полосы для формирования сигнала полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
18. Интегральная схема, которая формирует сигнал полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутая интегральная схема содержит:
первый модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
модуль сдвига основного тона, выполненный с возможностью формировать сигналы со сдвинутым основным тоном посредством применения различных коэффициентов сдвига к сигналу ширины полосы низких частот;
модуль формирования высоких частот, выполненный с возможностью формировать высокочастотный QMF-спектр посредством растягивания во времени сигналов со сдвинутым основным тоном в QMF-области;
модуль модификации спектра, выполненный с возможностью модифицировать высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
модуль формирования полной ширины полосы, выполненный с возможностью формировать сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
19. Интегральная схема, которая формирует сигнал полной ширины полосы из сигнала ширины полосы низких частот, причем упомянутая интегральная схема содержит:
первый модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал ширины полосы низких частот в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать первый низкочастотный QMF-спектр;
модуль формирования наложения гармоник низшего порядка, выполненный с возможностью формировать наложение гармоник низшего порядка посредством растягивания во времени сигнала ширины полосы низких частот в QMF-области;
модуль формирования высоких частот, выполненный с возможностью (i) формировать сигналы, подвергнутые сдвигу основного тона, посредством применения различных коэффициентов сдвига к наложению гармоник низшего порядка, и (ii) формировать высокочастотный QMF-спектр из этих сигналов;
модуль модификации спектра, выполненный с возможностью модифицировать высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности; и
модуль формирования полной ширины полосы, выполненный с возможностью формировать сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с первым низкочастотным QMF-спектром.
20. Устройство декодирования аудио, содержащее:
модуль отделения, выполненный с возможностью отделять кодированный сигнал ширины полосы низких частот от кодированной информации;
модуль декодирования, выполненный с возможностью декодировать кодированный сигнал ширины полосы низких частот;
модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал ширины полосы низких частот, сформированный посредством декодирования упомянутым модулем декодирования, в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать низкочастотный QMF-спектр;
модуль сдвига основного тона, выполненный с возможностью формировать сигналы со сдвинутым основным тоном посредством применения различных коэффициентов сдвига к сформированному сигналу ширины полосы низких частот;
модуль формирования высоких частот, выполненный с возможностью формировать высокочастотный QMF-спектр посредством растягивания во времени сигналов со сдвинутым основным тоном в QMF-области;
модуль модификации спектра, выполненный с возможностью модифицировать высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности;
модуль формирования полной ширины полосы, выполненный с возможностью формировать сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с низкочастотным QMF-спектром; и
модуль обратного преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал полной ширины полосы из сигнала области гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF) в сигнал временной области.
21. Устройство декодирования аудио, содержащее:
модуль отделения, выполненный с возможностью отделять кодированный сигнал ширины полосы низких частот от кодированной информации;
модуль декодирования, выполненный с возможностью декодировать кодированный сигнал ширины полосы низких частот;
модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал ширины полосы низких частот, сформированный посредством декодирования упомянутым модулем декодирования, в область гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы сформировать низкочастотный QMF-спектр;
модуль формирования наложения гармоник низшего порядка, выполненный с возможностью формировать наложение гармоник низшего порядка посредством растягивания во времени сигнала ширины полосы низких частот в QMF-области;
модуль формирования высоких частот, выполненный с возможностью (i) формировать сигналы, подвергнутые сдвигу основного тона, посредством применения различных коэффициентов сдвига к наложению гармоник низшего порядка, и (ii) формировать высокочастотный QMF-спектр из этих сигналов;
модуль модификации спектра, выполненный с возможностью модифицировать высокочастотный QMF-спектр, чтобы удовлетворить условиям высокочастотной энергии и тональности;
модуль формирования полной ширины полосы, выполненный с возможностью формировать сигнал полной ширины полосы посредством комбинирования модифицированного высокочастотного QMF-спектра с низкочастотным QMF-спектром; и
модуль обратного преобразования, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал полной ширины полосы из сигнала области гребенки квадратурных зеркальных фильтров (QMF) в сигнал временной области.