УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ СИГНАЛА С УЛУЧШЕННЫМ СПЕКТРОМ, ИСПОЛЬЗУЯ ОПЕРАЦИЮ ОГРАНИЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ

1. Устройство для генерирования сигнала (130) с улучшенным спектром, содержащее:
генератор (200) сигнала для генерирования сигнала расширения из основного сигнала (120), причем сигнал расширения содержит частотный диапазон расширения, не включенный в основной сигнал, при этом временная часть сигнала расширения содержит один или более сигналов поддиапазонов для единственного поддиапазона или множества поддиапазонов;
банк (300) фильтров синтеза для генерирования сигнала (140), расширенного по частоте, с использованием сигнала (130) расширения,
при этом генератор (200) сигнала конфигурируется для того, чтобы выполнить ограничение энергии, чтобы обеспечить, чтобы сигнал (140), расширенный по частоте, полученный банком (300) фильтров синтеза, был таким, чтобы энергия более высокого частотного диапазона была, самое большее, равной энергии в более низком частотном диапазоне или была больше, чем энергия более высокого частотного диапазона, самое большее, на заранее заданный порог.
2. Устройство по п. 1, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы использовать в качестве заранее заданного порога порог 3 дБ или меньший, или порог, выведенный из значения, описывающего спектральное распределение энергии в основном сигнале.
3. Устройство по п. 1, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы исследовать сигнал первого поддиапазона в первом поддиапазоне, исследовать сигнал второго поддиапазона во втором поддиапазоне, являющемся смежным по частоте к первому поддиапазону и имеющем центральную частоту, являющуюся более высокой, чем центральная частота первого поддиапазона, и не ограничивать сигнал второго поддиапазона, когда энергия второго поддиапазона равна энергии сигнала первого поддиапазона или когда энергия второго сигнала поддиапазона больше, чем энергия первого сигнала поддиапазона на меньшую величину, чем заранее заданный порог.
4. Устройство по п. 1, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы выполнить множество операций (202, 204, 206, 208) обработки в последовательности, и
в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы выполнить ограничение (208) энергии в конце последовательности, чтобы получить сигнал (130) расширения, и
в котором банк (300) фильтров синтеза конфигурируется, чтобы принять, в качестве ввода, сигнал расширения, сгенерированный в конце последовательности посредством ограничения энергии.
5. Устройство по п. 1, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы выполнить спектральное формирование (204) или временное сглаживание (206) перед ограничением (208) энергии.
6. Устройство по п. 1, в котором генератор сигнала конфигурируется, чтобы генерировать множество сигналов поддиапазонов сигнала расширения посредством зеркального отражения (202) множества поддиапазонов основного сигнала (120).
7. Устройство по п. 6, в котором генератор сигнала конфигурируется, чтобы выполнить отражение на основании следующих уравнений:
Qr (t, xover +f-1) = -Qr (t, xover-f); f = 1.. nBands
Qi (t, xover + f-1) = Qi (t, xover-f); f = 1.. nBands
в котором Qr (t, f) - вещественное значение сигнала поддиапазона при индексе времени t и индексе поддиапазона f, в котором Qi (t, f) является мнимым значением сигнала поддиапазона при индексе времени t и индексе поддиапазона f, в котором xover - поддиапазон, относящийся к частоте (420) разделения, и в котором nBands - целое число частотных диапазонов, которые должны быть восстановлены.
8. Устройство по п. 1, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы выполнить операцию ограничения на основании следующего уравнения:
limFac =
t,f
= limFac Qr
t,f
= limFac Qi
f
f-1
где fac является заранее определенным порогом, являющимся константой для каждого частотного диапазона или зависящим от спектрального центроида, в котором  является ограниченной по энергии вещественной частью сигнала поддиапазона в поддиапазоне, указанном посредством f, в котором является соответствующей мнимой частью сигнала поддиапазона после ограничения энергии в поддиапазоне f, в котором limFac - коэффициент ограничения, в котором E – является энергией текущего поддиапазона, и E является поддиапазоном, имеющим более низкую центральную частоту.
9. Устройство по п. 8, в котором поддиапазон, имеющий более низкую центральную частоту, является смежным с текущим частотным поддиапазоном.
10. Устройство по п. 5, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы выполнить ограничение энергии с первым временным разрешением (320),
в котором спектральное формирование (204) выполняется со вторым временным разрешением, или
в котором временное сглаживание (206) выполняется с третьим временным разрешением,
в котором первое временное разрешение равно второму временному разрешению, или в котором третье временное разрешение выше чем первое временное разрешение.
11. Устройство по п. 1, в котором устройство конфигурируется, чтобы выполнить неуправляемое расширение по частоте без использования параметрической побочной информации, описывающей частотный диапазон расширения, не включенный в основной сигнал.
12. Устройство по п. 5, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы выполнить спектральное формирование (204), используя информацию относительно спектрального центроида текущего кадра в области банка фильтров.
13. Устройство по п. 5, в котором генератор (200) сигнала конфигурируется, чтобы выполнить временное сглаживание (206) из множества поддиапазонов сигнала расширения или основного сигнала, используя одну и ту же информацию сглаживания, вычисленную из множества сигналов поддиапазонов основного сигнала или сигнала расширения.
14. Способ генерирования сигнала (130) с улучшенным спектром, содержащий:
генерирование (200) сигнала расширения из основного сигнала (120), причем сигнал расширения содержит частотный диапазон расширения, не включенный в основной сигнал, в котором временная часть сигнала расширения содержит один или более сигналов поддиапазонов для единственного поддиапазона или для множества поддиапазонов;
генерирование банком (300) фильтров синтеза сигнала (140), расширенного по частоте, с использованием сигнала (130) расширения,
в котором генерирование (200) содержит выполнение ограничения энергии, чтобы обеспечить, что сигнал (140), расширенный по частоте, полученный банком (300) фильтров синтеза, был таким, чтобы энергия более высокого частотного диапазона была, самое большее, равной энергии в более низком частотном диапазоне или была больше, чем энергия более высокого частотного диапазона, самое большее, на заранее заданный порог.
15. Система для обработки сигналов аудио, содержащая
кодер (1500) для генерирования кодированного основного сигнала (110); и
устройство для генерирования сигнала с улучшенным спектром по любому из пп. 1–13.
16. Способ обработки аудиосигналов, содержащий:
генерирование (1500) кодированного основного сигнала (110); и
генерирование сигнала с улучшенным спектром, используя способ по п. 14.
17. Компьютерная программа для того, чтобы выполнять, при выполнении на компьютере или процессоре, способ по п. 14 или 16.