СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО КВАНТОВАНИЯ ДАННЫХ, ПРЕОБРАЗУЕМЫХ ВО ВСТРОЕННЫХ РЕЧЕВЫХ И АУДИОКОДЕКАХ

1. Способ кодирования входного звукового сигнала по меньшей мере на одном нижнем уровне и по меньшей мере на одном верхнем уровне встроенного кодека, содержащий
по меньшей мере на одном нижнем уровне (a) кодирование входного звукового сигнала для получения параметров кодирования, при этом указанное кодирование включает формирование синтезированного звукового сигнала;
вычисление сигнала ошибки как разности между входным звуковым сигналом и синтезированным звуковым сигналом;
вычисление спектра, относящегося к входному звуковому сигналу и содержащего максимумы и минимумы;
вычисление по спектру спектральной маски, структурированной таким образом, чтобы уменьшать энергию в областях спектра, соответствующих его минимумам;
по меньшей мере на одном верхнем уровне (a) кодирование сигнала ошибки для получения коэффициентов кодирования, (b) наложение спектральной маски на коэффициенты кодирования, посредством чего уменьшается энергия кодированного сигнала ошибки в областях спектра, соответствующих его минимумам, и (c) квантование маскированных коэффициентов кодирования, причем за счет наложения на коэффициенты кодирования спектральной маски, посредством чего уменьшается энергия кодированного сигнала ошибки в областях спектра, соответствующих его минимумам, уменьшают шум квантования, возникающий при квантовании коэффициентов кодирования.
2. Способ по п.1, согласно которому рассчитанный спектр представляет собой спектр мощности.
3. Способ по п.1, согласно которому по меньшей мере на одном нижнем уровне кодирование входного звукового сигнала представляет собой его кодирование с линейным предсказанием для получения параметров кодирования с линейным предсказанием.
4. Способ по п.1, согласно которому по меньшей мере на одном верхнем уровне кодирование сигнала ошибки представляет собой его кодирование с преобразованием для получения коэффициентов преобразования.
5. Способ по п.1, согласно которому создают цифровой поток, который включает в себя по меньшей мере один нижний уровень с параметрами кодирования, полученными при кодировании входного звукового сигнала, и по меньшей мере один верхний уровень с квантованными, маскированными коэффициентами кодирования.
6. Способ по п.1, в котором первую выборку входного звукового сигнала проводят на первой частоте выборки, и который дополнительно содержит по меньшей мере на одном нижнем уровне
повторную выборку входного звукового сигнала на второй частоте выборки до его кодирования; и
повторную выборку синтезированного звукового сигнала вновь на первой частоте выборки после кодирования входного звукового сигнала и до вычисления сигнала ошибки.
7. Способ по п.1, согласно которому спектральная маска содержит группу масштабных коэффициентов, применимых к коэффициентам кодирования.
8. Способ по п.1, согласно которому спектральная маска содержит группу масштабных коэффициентов, применимых к коэффициентам кодирования, причем значение масштабных коэффициентов больше в областях спектра, соответствующих его максимумам, и меньше в областях спектра, соответствующих его минимумам.
9. Способ по п.1, согласно которому при расчете спектра используют дискретное преобразование Фурье входного звукового сигнала для получения спектра.
10. Способ по п.9, согласно которому после выполнения дискретного преобразования Фурье входного звукового сигнала спектр разделяют на критические полосы частот, каждая из которых содержит несколько элементов разрешения по частоте.
11. Способ по п.10, согласно которому определяют энергии элементов разрешения по частоте.
.
12Способ по п.11, дополнительно содержащий низкочастотную фильтрацию определенных энергий элементов разрешения по частоте.
13. Способ по п.12, содержащий
вычисление средних значений энергий критических полос частот;
вычисление максимальной динамики между критическими полосами частот средних энергий критических полос частот; и
нахождение максимумов и минимумов спектра по отфильтрованным на низкой частоте энергиям элементов разрешения по частоте и максимальной динамике.
14. Способ по п.1, в котором вычисление спектральной маски содержит
определение фильтра маски;
вычисление спектра фильтра маски;
вычисление энергий элементов разрешения по частоте спектра фильтра маски; и
вычисление спектральной маски по спектру фильтра маски и энергиям элементов разрешения по частоте.
15. Устройство для кодирования входного звукового сигнала по меньшей мере на одном нижнем уровне и по меньшей мере на одном верхнем уровне встроенного кодека, содержащее
по меньшей мере на одном нижнем уровне (a) средства кодирования входного звукового сигнала для получения параметров кодирования, причем средства кодирования входного звукового сигнала формируют синтезированный звуковой сигнал;
средства вычисления сигнала ошибки как разности между входным звуковым сигналом и синтезированным звуковым сигналом;
средства вычисления спектра, относящегося к входному звуковому сигналу и содержащего максимумы и минимумы;
средство вычисления по спектру спектральной маски, структурированной таким образом, чтобы уменьшать энергию в областях спектра, соответствующих его минимумам; а
по меньшей мере на одном верхнем уровне (a) средства кодирования сигнала ошибки для получения коэффициентов кодирования, (b) средства наложения спектральной маски на коэффициенты кодирования, посредством чего уменьшается энергия кодированного сигнала ошибки в областях спектра, соответствующих его минимумам, и (c) средства квантования маскированных коэффициентов кодирования, причем наложение спектральной маски на коэффициенты кодирования, посредством чего уменьшается энергия кодированного сигнала ошибки в областях спектра, соответствующих его минимумам, снижает шум квантования, возникающий при квантовании коэффициентов кодирования.
16. Устройство для кодирования входного звукового сигнала по меньшей мере на одном нижнем уровне и по меньшей мере на одном верхнем уровне встроенного кодека, которое содержит
по меньшей мере на одном нижнем уровне (a) кодек для кодирования входного звукового сигнала для получения параметров кодирования, причем указанный кодек формирует синтезированный звуковой сигнал;
вычитающее устройство для вычисления сигнала ошибки как разности между входным звуковым сигналом и синтезированным звуковым сигналом;
вычислитель спектра, относящегося к входному звуковому сигналу и содержащего максимумы и минимумы; вычислитель по указанному спектру, относящемуся к входному звуковому сигналу, спектральной маски, структурированной таким образом, чтобы уменьшать энергию в областях спектра, соответствующих его минимумам; а
по меньшей мере на одном верхнем уровне (a) кодер сигнала ошибки для получения коэффициентов кодирования, (b) преобразователь коэффициентов кодирования за счет наложения на них спектральной маски, посредством чего уменьшается энергия кодированного сигнала ошибки в областях спектра, соответствующих его минимумам, и (c) квантователь маскированных коэффициентов кодирования, причем наложение спектральной маски на коэффициенты кодирования, посредством чего уменьшается энергия кодированного сигнала ошибки в областях спектра, соответствующих его минимумам, обеспечивает снижение шума квантования, возникающего при квантовании коэффициентов кодирования.
17. Устройство по п.16, в котором рассчитанный спектр представляет собой спектр мощности.
18. Устройство по п.16, в котором по меньшей мере на одном нижнем уровне кодек для кодирования входного звукового сигнала содержит кодер звукового сигнала с линейным предсказанием для получения параметров кодирования с линейным предсказанием.
19. Устройство по п.16, в котором по меньшей мере на одном верхнем уровне кодер сигнала ошибки содержит вычислитель для расчета преобразования для получения коэффициентов преобразования.
20. Устройство по п.16, которое содержит мультиплексор для создания цифрового потока, включающий по меньшей мере один нижний уровень с параметрами кодирования, полученными при кодировании входного звукового сигнала и по меньшей мере один верхний уровень с квантованными, маскированными коэффициентами кодирования.
21. Устройство по п.16, в котором первая выборка входного звукового сигнала проведена на первой частоте выборки, и которое содержит по меньшей мере на одном нижнем уровне
устройство восстановления дискретизированного входного звукового сигнала на второй частоте выборки до кодирования входного звукового сигнала; и
устройство восстановления дискретизированного синтезированного звукового сигнала вновь на первой частоте выборки после кодирования входного звукового сигнала и до вычисления сигнала ошибки.
22. Устройство по п.16, в котором спектральная маска содержит масштабные коэффициенты, применимые к коэффициентам кодирования.
23. Устройство по п.16, в котором спектральная маска содержит применимые к коэффициентам кодирования масштабные коэффициенты, причем эти масштабные коэффициенты больше в областях спектра, соответствующих его максимумам, и меньше в областях спектра, соответствующих его минимумам.
24. Устройство по п.16, в котором для формирования спектра вычислитель использует дискретное преобразование Фурье входного звукового сигнала.
25. Устройство по п.24, в котором вычислитель спектра после применения дискретного преобразования Фурье входного звукового сигнала делит спектр на критические полосы частот, каждая из которых содержит несколько элементов разрешения по частоте.
26. Устройство по п.25, которое содержит вычислитель для расчета энергий элементов разрешения по частоте.
27. Устройство по п.26, в котором вычислитель для расчета спектральной маски содержит фильтр нижних частот для низкочастотной фильтрации энергий элементов разрешения по частоте.
28. Устройство по п.27, содержащее
вычислитель для расчета средних энергий критических полос частот и максимальной динамики между критическими полосами средних энергий этих полос;
причем вычислитель спектральной маски содержит определитель максимумов и минимумов спектра по отфильтрованным низкочастотным энергиям элементов разрешения по частоте и максимальной динамике.
29. Устройство по п.25, в котором вычислитель для расчета спектральной маски содержит
вычислитель спектра предопределенного фильтра маски;
вычислитель энергий элементов разрешения по частоте спектра фильтра маски; и
подвычислитель для расчета спектральной маски по спектру фильтра маски и энергиям элементов разрешения по частоте.
30. Способ по п.1, согласно которому расчет спектральной маски включает в себя расчет модифицированного варианта по меньшей мере одной предварительно рассчитанной спектральной маски.
31. Устройство по п.16, в котором расчет спектральной маски с помощью вычислителя включает в себя расчет модифицированного варианта по меньшей мере одной предварительно рассчитанной спектральной маски.