КОДЕР РАСШИРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ, ДЕКОДЕР РАСШИРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ И ФАЗОВЫЙ ВОКОДЕР

1. Кодер расширения полосы пропускания (100; 300; 500; 800; 1000), выполняющий кодирование аудиосигнала (101-1), который включает в себя низкочастотный сигнал (101-2), содержащий полосу центральной частоты (101-3), и который также включает в себя высокочастотный сигнал (101-4), содержащий полосу верхних частот (101-5), при этом в состав кодера (100; 300; 500; 800; 1000) включены анализатор сигнала (110), предназначенный для анализа аудиосигнала (101-1), содержащего блок (101-6) аудиоотсчетов с определенной длиной во времени, при этом анализатор сигнала (110) выполнен с возможностью определения из множества (111-1) окон анализа окна анализа (111-2) для использования при расширении полосы пропускания на стороне декодера расширения полосы пропускания (200; 400; 1400); корневой кодер (120), предназначенный для кодирования низкочастотного сигнала (101-2) с получением кодированного низкочастотного сигнала (121); и вычислитель параметров (130; 320; 830; 1030), предназначенный для расчета на основе высокочастотного сигнала (101-4) параметров расширения полосы пропускания (131; 321-2; 831; 1031).
2. Декодер расширения полосы пропускания (200; 400; 600; 1100; 1400), выполняющий декодирование закодированного аудиосигнала (201-1; 401-1; 601-1; 1411-1), содержащего в себе кодированный низкочастотный сигнал (201-2; 401-2; 601-2; 1411-2) и параметры верхней полосы частот (201-3; 401-3; 601-3; 1411-3), при этом в состав декодера (200; 400; 600; 1100; 1400) включены: корневой декодер (210; 410; 680; 1420), предназначенный для декодирования закодированного низкочастотного сигнала (201-2; 401-2; 601-2; 1411-2), содержащего полосу центральной частоты (211-2; 411-2; 681-2; 1425); модуль патчирования (220; 420; 1460-2), генерирующий патчированный сигнал (221-1; 421; 671; 1461) на основе декодированного низкочастотного сигнала (211-1; 411-1; 681-1; 1421) и параметров верхней полосы частот (201-3; 401-3; 601-3; 1411-3), при этом патчированный сигнал (221-1; 421; 671; 1461) содержит полосу верхних частот (221-2), генерированную на основе полосы центральной частоты (211-2; 411-2; 681-2; 1425); и комбинатор (230; 430; 690; 1480), предназначенный для сведения патчированного сигнала (221-1; 421; 671; 1461) и декодированного низкочастотного сигнала (211-1; 411-1; 681-1; 1421) с выводом совокупного выходного сигнала (231-1; 431; 691; 1481).
3. Кодер расширения полосы пропускания (300) по п.1, имеющий в своем составе также: оконный контроллер (310), предназначенный для выработки информации по управлению окнами (311) с указанием множества (111-1) оконных функций анализа; вычислитель параметров (320), включающий в себя управляемый оконным контроллером (310) оконный преобразователь, выполненный с возможностью применения множества (111-1) оконных функций анализа и одной выбранной компаратором (340) оконной функции анализа (111-2) к высокочастотному сигналу (101-4); анализатор сигнала (110), в составе которого модуль патчирования (330) генерирует множество (331-1) патчированных сигналов на основе низкочастотного сигнала (101-2), информации по управлению окнами (311) и параметров расширения полосы пропускания BWE (321-1), где патчированные сигналы (331-1) содержат полосы верхних частот (331-2), генерируемые на основе полосы центральной частоты (101-3); компаратор (340), предназначенный для нахождения множества (341-2) сравнительных параметров на основе сопоставления патчированных сигналов (331-1) с опорным сигналом, которым может быть аудиосигнал (101-1) или сигнал (101-4), производный от аудиосигнала, при этом множество (341-2) сравнительных параметров соответствует множеству (111-1) оконных функций анализа, и при этом компаратор (340), кроме названных функций, выводит указатель окна (341-1), соответствующий оконной функции анализа (111-2), для которой сравнительный параметр удовлетворяет заданному условию; и устройство выходного интерфейса (350), предназначенное для вывода кодированного аудиосигнала (351), содержащего указатель окна (341-1).
4. Декодер расширения полосы пропускания (400) по п.2, который принимает кодированный аудиосигнал (401-1) с указателем окна (401-4) и который включает в себя модуль патчирования (420), оснащенный управляемым оконным преобразователем, предназначенным для подбора оконной функции анализа из множества оконных функций анализа в зависимости от указателя окна (401-4), и для применения выбранной оконной функции анализа к декодированному низкочастотному сигналу (411-1).
5. Кодер расширения полосы пропускания (500) по п.1, в состав которого включены также: оконный контроллер (310), предназначенный для вывода информации по управлению окнами (311), содержащей указания на множество (111-1) оконных функций анализа; вычислитель параметров (320), в составе которого оконный преобразователь, управляемый оконным контроллером (310), выполнен с возможностью применения множества (111-1) оконных функций анализа и оконной функции анализа (111-2), подобранной компаратором (510), к высокочастотному сигналу (101-4); анализатор сигнала (110), в составе которого модуль патчирования (330) генерирует множество (331-1) патчированных сигналов на основе низкочастотного сигнала (101-2), информации по управлению окнами (311) и параметров расширения полосы пропускания (321-1), при этом патчированные сигналы (331-1) содержат полосы верхних частот (331-2), генерируемые на основе полосы центральной частоты (101-3), кроме того, модуль патчирования (330) включает в себя оконный преобразователь, управляемый оконным контроллером (310), предназначенный для применения множества (111-1) оконных функций анализа к низкочастотному сигналу (101-2); компаратор (510), выполненный с возможностью нахождения множества сравнительных параметров на основании сравнения патчированных сигналов (331-1) с опорным низкочастотным сигналом (101-2), производным от аудиосигнала, при этом множество сравнительных параметров соответствует множеству (111-1) оконных функций анализа, и при этом компаратор (510), кроме прочего, выполнен с возможностью вывода указателя окна (511), соответствующего оконной функции анализа, для которой сравнительный параметр удовлетворяет заданному условию; и устройство выходного интерфейса (530) для вывода кодированного аудиосигнала (531), не содержащего указатель окна (511).
6. Декодер расширения полосы пропускания (600) по п.2, в составе которого модуль патчирования (220) включает в себя: оконный анализатор (610), предназначенный для приложения множества (111-1) оконных (весовых) функций анализа к декодированному низкочастотному сигналу (681-1) с получением множества (611) взвешенных сигналов низких частот; время-спектральный преобразователь (620), трансформирующий взвешенные низкочастотные сигналы (611) в спектры (621); процессор частотной области (630), обрабатывающий спектры (621) в частотной области с получением модифицированных спектров (631); частотно-временной преобразователь (640), преобразующий модифицированные спектры (631) в модифицированные сигналы временной области (641); оконный синтезатор (650), применяющий множество оконных функций к модифицированным сигналам временной области (641), при этом оконные функции синтеза соотнесены с оконными функциями анализа, что обеспечивает формирование взвешенных модифицированных сигналов во временной области (651); и компаратор (660), предназначенный для нахождения множества сравнительных параметров на основе сопоставления множества (651) взвешенных модифицированных сигналов временной области с низкочастотным сигналом (681-1), при этом множество сравнительных параметров соответствует множеству (111-1) оконных функций анализа, кроме того, компаратор (660) выполнен с возможностью подбора оконной функции анализа и оконной функция синтеза, для которых сравнительный параметр удовлетворяет требуемому условию; с учетом сказанного, модуль патчирования (220) предназначен для генерации патчированного сигнала (671) на основании декодированного низкочастотного сигнала (681-1), оконной функции анализа и оконной функции синтеза, подобранных компаратором (660), и параметров полосы верхних частот (601-3).
7. Кодер (300; 500) или декодер (600) расширения полосы пропускания по п.3, в составе которого компаратор (340; 510; 660; 700) предназначен для расчета множества (703-1) параметров спектральной неравномерности SFM для патчированных сигналов (331-1) или взвешенных модифицированных сигналов временной области (651) и опорного параметра SFM (703-2), выведенного из аудиосигнала (101-1) или декодированного низкочастотного сигнала (681-1), и для нахождения множества (705) сравнительных параметров путем сопоставления параметров SFM (703-1) и опорного параметра SFM (703-2).
8. Декодер (600) расширения полосы пропускания по п.4, в составе которого компаратор (340; 510; 660; 700) предназначен для расчета множества (703-1) параметров спектральной неравномерности SFM для патчированных сигналов (331-1) или взвешенных модифицированных сигналов временной области (651) и опорного параметра SFM (703-2), выведенного из аудиосигнала (101-1) или декодированного низкочастотного сигнала (681-1), и для нахождения множества (705) сравнительных параметров путем сопоставления параметров SFM (703-1) и опорного параметра SFM (703-2).
9. Кодер расширения полосы пропускания (800) по п.1, в составе которого анализатор сигнала (ПО) включает в себя классификатор сигналов (810; 900), предназначенный для классификации аудиосигнала (101-1) или его деривата (101-4) с целью определения указателя окна (811), соответствующего оконной функции анализа, исходя из характеристики классифицированного сигнала; оконный контроллер (820) формирует информацию по управлению окнами (821) на основании указателя окна (811), определенного классификатором сигналов (810); вычислитель параметров (830) включает в себя оконный преобразователь, управляемый оконным контроллером (820), выполненный с возможностью применения оконной функции анализа к высокочастотному сигналу (101-4) на основании информации по управлению окнами (821); и устройство выходного интерфейса (840) обеспечивает вывод кодированного аудиосигнала (841), содержащего указатель окна (811).
10. Кодер расширения полосы пропускания (1000) по п.1, в составе которого анализатор сигнала (ПО) включает в себя классификатор сигналов (900; 1010), классифицирующий низкочастотный сигнал (101-2), производный от аудиосигнала (101-1), с целью определения указателя окна (1011), соответствующего оконной функции анализа, исходя из характеристики классифицированного сигнала; оконный контроллер (1020) выводит информацию по управлению окнами (1021) на основании указателя окна (1011), определенного классификатором сигналов (900; 1010); вычислитель параметров (1030) включает в себя оконный преобразователь, управляемый оконным контроллером (1020), применяющий оконную функцию анализа к высокочастотному сигналу (101-4) на основании информации по управлению окнами (1021); и устройство выходного интерфейса (1040), обеспечивающее вывод кодированного аудиосигнала (1041), не содержащего указатель окна (1011).
11. Кодер расширения полосы пропускания (500; 1000) по п.5, кроме указанного выше имеющий в своем составе: корневой декодер (520; 1050), выполняющий декодирование закодированного низкочастотного сигнала (121) с выводом декодированного низкочастотного сигнала (521; 1051).
12. Декодер расширения полосы пропускания (1100) по п.2, в составе которого модуль патчирования (220) включает в себя: классификатор сигналов (900; 1110), выполняющий классификацию декодированного низкочастотного сигнала (681-1) с целью определения указателя окна (1111), соответствующего оконной функции анализа, исходя из характеристики классифицированного сигнала; оконный контроллер (1120) формирует информацию по управлению окнами (1121) на основании указателя окна (1111), определенного классификатором сигналов (900; 1110); и модуль патчирования (220) генерирует патчированный сигнал (671) на основании декодированного низкочастотного сигнала (681-1), оконной функции анализа в соответствии с информацией по управлению окнами (1121) и параметров верхней полосы частот (601-3).
13. Процессор фазового вокодера (1200), выполняющий обработку аудиосигнала (1201), включающий в свой состав: оконный анализатор (1210), предназначенный для применения множества (111-1) оконных (весовых) функций анализа к аудиосигналу (1201) или сигналу (1202), производному от аудиосигнала, причем аудиосигнал (1201) содержит блок (101-6) аудиоотсчетов, имеющий определенную длину во времени, с целью получения множества (1211) взвешенных аудиосигналов; время-спектральный преобразователь (1220), предназначенный для трансформирования взвешенных аудиосигналов (1211) в спектры (1221); процессор частотной области (1230), предназначенный для обработки спектров (1221) в области трансформанты с формированием модифицированных спектров (1231); частотно-временной преобразователь (1240), предназначенный для преобразования модифицированных спектров (1231) в модифицированные сигналы временной области (1241); оконный синтезатор (1250), предназначенный для применения множества весовых функций синтеза к модифицированным сигналам во временной области (1241), при этом оконные весовые функции синтеза соотнесены с весовыми функциями анализа, с образованием взвешенных модифицированных сигналов временной области (1251); компаратор (1260), предназначенный для определения множества сравнительных параметров на основе сопоставления множества (1251) взвешенных модифицированных сигналов во временной области с аудиосигналом (1201) или деривата (1202) аудиосигнала, при этом множество сравнительных параметров соответствует множеству оконных функций анализа, и при этом компаратор (1260), кроме того, выполнен с возможностью подбора оконной функции анализа и оконной функции синтеза, для которых сравнительный параметр удовлетворяет заданному условию; и устройство суммирования с наложением (1270), выполняющее сложение наложением блоков взвешенного модифицированного сигнала временной области (1255) с формированием сигнала с растянутой временной шкалой, предназначенное для обработки блоков взвешенного сигнала временной области (1255), модифицированного посредством весовой функции анализа и весовой функции синтеза, отобранных компаратором (1260).
14. Способ (100; 300; 500; 1000) кодирования аудиосигнала (101-1), состоящего из низкочастотного сигнала (101-2), содержащего полосу центральной частоты (101-3), и высокочастотного сигнала (101-4), содержащего полосу верхних частот (101-5), включающий в себя: анализ (110) аудиосигнала (101-1), содержащего блок (101-6) аудиоотсчетов, имеющий определенную протяженность во времени, с целью определения из множества (111-1) окон анализа окна анализа (111-2) для использования в процедуре расширения полосы пропускания на. стороне декодера расширения полосы пропускания (200; 400; 1400); кодирование (120) низкочастотного сигнала (102-2) с формированием кодированного низкочастотного сигнала (121); и вычисление (130; 320; 830; 1030) параметров расширения полосы пропускания на основе высокочастотного сигнала (101-4).
15. Способ (200; 400; 600; 1100; 1400) декодирования закодированного аудиосигнала (201-1; 401-1; 601-1; 1411-1), содержащего кодированный низкочастотный сигнал (201-2; 401-2; 601-2; 1411-2) и параметры верхней полосы частот (201-3; 401-3; 601-3; 1411-3), включающий в себя: декодирование (210; 410; 680; 1420) закодированного низкочастотного сигнала (201-2; 401-2; 601-2; 1411-2) содержащего полосу центральной частоты (211-2; 411-2; 681-2; 1425); генерирование (220; 420; 1460-2) патчированного сигнала (221-1; 421; 671; 1461), исходя из декодированного низкочастотного сигнала (211-1; 411-1; 681-1; 1421) и параметров полосы верхних частот (201-3; 401-3; 601-3; 1411-3), при этом патчированный сигнал (221-1; 421; 671; 1461), содержит полосу верхних частот (221-2), генерированную на основе полосы центральной частоты (211-2; 411-2; 681-2; 1425); и сведение (230; 430; 690; 1480) патчированного сигнала (221-1; 421; 671; 1461) и декодированного низкочастотного сигнала (211-1; 411-1; 681-1; 1421) в совокупный выходной сигнал (231-1; 431; 691; 1481).
16. Кодированный аудиосигнал (103-1; 351; 841), содержащий в себе: кодированный низкочастотный сигнал (121); параметры расширения полосы пропускания (131; 321-2; 831); и окно анализа (111-2), используемое при выполнении процедуры расширения полосы пропускания на стороне декодера расширения полосы пропускания (200; 400; 1400).
17. Компьютерная программа, имеющая код программы для осуществления способа по п.14 при условии выполнения компьютерной программы с использованием компьютера.