УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА В ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СИНТЕЗА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА

1. Устройство для преобразования звукового сигнала в параметрическое представление, характеризующееся тем, что включает в себя анализатор сигнала (102) для разложения сегмента звукового сигнала с получением результата анализа (104); оцениватель полос пропускания (106) для оценивания параметров (108) множества полосовых фильтров на основании результата анализа (104), в котором информация о множестве полосовых фильтров содержит данные о форме фильтра для конкретного сегмента звукового сигнала, где ширина полосы пропускания полосового фильтра является переменной величиной по всему спектру звуковых частот и зависит от средней частоты полосового фильтра; оцениватель модуляции (110) для оценивания амплитудной модуляции или частотной модуляции или фазовой модуляции для полосы пропускания каждого из множества полосовых фильтров для конкретного сегмента звукового сигнала на основании информации (108) о множестве полосовых фильтров; и выходной интерфейс (116) для передачи, хранения или обработки данных амплитудной модуляции, частотной модуляции или фазовой модуляции, или информации о множестве полосовых фильтров для сегмента звукового сигнала.
2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что анализатор сигналов (102) предназначен для анализа амплитуды или распределения плотности мощности в пределах сегмента сигнала (132).
3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что анализатор сигналов (102) предназначен для анализа распределения плотности мощности звукового сигнала в пределах полос частот в зависимости от центральной частоты каждой полосы (122).
4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оцениватель полос пропускания (106) предназначен для оценивания данных для множества полосовых фильтров, из которых полосовые фильтры с более высокой средней частотой имеют более широкую полосу пропускания, чем полосовые фильтры с более низкой средней частотой.
5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что зависимость между средней частотой и полосой пропускания такова, что любые две смежные центральные частоты равно отстоят друг от друга по частоте в логарифмическом масштабе.
6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что анализатор сигнала (102) предназначен для расчета функции положения центра тяжести для спектрального представления сегмента сигнала (122), где спрогнозированные события в функции положения центра тяжести служат показателями кандидатных значений центральных частот для множества полосовых фильтров, и в составе которого оцениватель полос пропускания (106) предназначен для определения средних частот на основании кандидатных значений (124).
7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что анализатор сигналов (102) предназначен для вычисления значения позиции центра тяжести полосы частот.
8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что анализатор сигналов (102) предназначен для сложения отрицательных значений мощности первой половины полосы и положительных значений мощности второй половины полосы с получением приближенного значения позиции центра тяжести, при этом приближенные значения позиций центров тяжести сглажены во времени, давая сглаженное значение позиции центра тяжести, и в составе которого оцениватель полосовых фильтров (106) предназначен для нахождения частот пересечения нуля значениями позиций сглаженных центров тяжести во времени.
9. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оцениватель полос пропускания (106) предназначен для определения параметров средней частоты или ширины полос пропускания полосовых фильтров таким образом, что спектр от нижнего начального значения до верхнего конечного значения перекрывается без просветов, а нижняя начальная величина и верхняя конечная величина, при этом включают в себя, по меньшей мере, пять полос полосовых фильтров.
10. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оцениватель полос пропускания (106) обрабатывает данные для корректировки частоты переходов через нуль с формированием в результате приблизительно равных относительно перцепционной шкалы интервалов между центральными полосовыми частотами, минимизируя при этом расстояние между центральными частотами полос и частотами переходов через нуль в функции положения центра тяжести.
11. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оцениватель модуляции (110) предназначен для выделения из звукового сигнала полосового сигнала с использованием полосы пропускания, заданной с помощью параметров средней частоты или показателей ширины полосы пропускания полосового фильтра для полосового сигнала согласно данным оценивателя полос пропускания (106).
12. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оцениватель модуляции (110) предназначен для понижающего смешения (110d) полосового сигнала с несущей частотой, имеющей среднюю частоту соответствующей полосы, с целью получения данных частотной модуляции или фазовой модуляции в полосе пропускания полосового фильтра.
13. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оцениватель модуляции (110) предназначен для формирования аналитического полосового сигнала (110b) конкретной полосы пропускания и для вычисления амплитуды аналитического сигнала с целью получения данных амплитудной модуляции звукового сигнала в полосе полосового фильтра.
14. Способ преобразования звукового сигнала в параметрическое представление, характеризующийся тем, что включает в себя: анализ (102) сегмента звукового сигнала с получением результата анализа (104); оценивание (106) информации (108) о множестве полосовых фильтров на основании результата анализа (104), в котором информация о множестве полосовых фильтров содержит данные о форме фильтра для конкретного сегмента звукового сигнала, при этом ширина полосы пропускания полосового фильтра является переменной величиной по всему спектру звуковых частот и зависит от средней частоты полосового фильтра; оценивание (110) амплитудной модуляция, или частотной модуляции, или фазовой модуляции для каждой полосы множества полосовых фильтров сегмента звукового сигнала с использованием данных (108) множества полосовых фильтров; и передачу, хранение или преобразование (116) данных амплитудной модуляции, частотной модуляции или фазовой модуляции, или параметров множества полосовых фильтров сегмента звукового сигнала.
15. Устройство модификации параметрического представления, формирующее для конкретного временного сегмента звукового сигнала данные о множестве полосовых фильтров, указывающие время зависимые центральные частоты полосовых фильтров, имеющих ширину полос пропускания, зависимую от центральных частот соответствующих полосовых фильтров; и генерирующее для каждого полосового фильтра временного сегмента звукового сигнала данные амплитудной модуляции, или фазовой модуляции, или частотной модуляции, где параметры модуляции зависят от центральных частот полосовых фильтров; включающее в свою конструкцию: модификатор (160), предназначенный для преобразования изменяющихся во времени центральных частот или для корректировки амплитудной модуляции, или фазовой модуляции, или параметров частотной модуляции, и для генерации модифицированного параметрического представления, где ширина полос полосовых фильтров зависит от средних частот соответствующих полосовых фильтров.
16. Устройство по п.15, характеризующееся тем, что модификатор (160) предназначен для коррекции частот всех несущих путем умножения на постоянный коэффициент или путем изменения только выбранных несущих с целью изменяют тональности музыкальной пьесы, например, с мажора на минор или наоборот.
17. Устройство по п.15, характеризующееся тем, что модификатор (160) предназначен для преобразования параметров амплитудной модуляции, или фазовой модуляции, или частотной модуляции путем нелинейной декомпозиции на грубую структуру и тонкую структуру и путем изменения или только грубой структуры или только тонкой структуры.
18. Устройство по п.17, характеризующееся тем, что параметризатор данных (160) предназначен для расчета введения многочлена на основании заданной функции многочлена и предназначенный для представления данных амплитудной модуляции, данных фазовой модуляции или данных частотной модуляции с применением коэффициентов для заданных многочленов.
19. Устройство модификации параметрического представления, формирующее для конкретного временного сегмента звукового сигнала данные о множестве полосовых фильтров, указывающую время зависимые центральные частоты полосовых фильтров, имеющих ширину полос пропускания, зависящую от центральных частот соответствующих полосовых фильтров, и генерирующее для каждого полосового фильтра временного сегмента звукового сигнала данные амплитудной модуляции, или фазовой модуляции, или частотной модуляции, где параметры модуляции зависят от центральных частот полосовых фильтров; характеризующееся тем, что включает в свою конструкцию модификатор (160), предназначенный для преобразования изменяющихся во времени центральных частот или для корректировки амплитудной модуляции, или фазовой модуляции, или параметров частотной модуляции, и для генерации модифицированного параметрического представления, где ширина полос полосовых фильтров зависит от средних частот соответствующих полосовых фильтров.
20. Устройство параметрического представления звукового сигнала, содержащего временной сегмент звукового сигнала, данные множества полосовых фильтров, указывающие переменные во времени средние частоты полосовых фильтров с переменной шириной полос, которая зависит от средней частоты соответствующего полосового фильтра, и генерирующий для каждого полосового фильтра временного сегмента звукового сигнала данные амплитудной модуляции, или фазовой модуляции, или частотной модуляции, характеризующееся тем, что включает в себя: синтезатор амплитудной модуляции (201), предназначенный для синтеза составляющей амплитудной модуляции на основании данных амплитудной модуляции; синтезатор частотной модуляция или фазовой модуляции, предназначенный для синтеза мгновенной частоты фазовой характеристики на основании параметров несущей частоты и данных частотной модуляции для соответствующей ширины полосы, где частотные интервалы между смежными несущими частотами различаются по всему частотному спектру, генератор колебаний (203), предназначенный для генерации выходного сигнала, представляющего мгновенно амплитудно-модулированный, частотно-модулированный или фазо-модулированный колебательный сигнал (204) для каждого канала полосового фильтра; и комбинатор (205), предназначенный для сведения сигналов каналов полосовых фильтров и для генерации на их базе выходного звукового сигнала (206).
21. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что синтезатор амплитудной модуляции (201) включает в себя устройство суммирования с наложением (201а) для перекрывания и взвешенного суммирования последовательных блоков данных амплитудной модуляции с целью получения составляющей амплитудной модуляции; или синтезатор частотной модуляции или фазовой модуляции (202) включает в себя сумматор с наложением, предназначенный для взвешенного суммирования двух последовательных блоков частотной модуляции или данных фазовой модуляции или комбинированного представления данных частотной модуляции и несущей частоты полосового сигнала с целью получения синтезированных частотных характеристик.
22. Устройство по п.21, характеризующееся тем, что синтезатор частотной или фазовой модуляции (202) включает в себя интегратор (202b), предназначенный для обобщения синтезированных частотных характеристик и для прибавления к ним фазовой составляющей (202d, 202с), выведенной из фазы компоненты в спектральной близости от предшествующего блока выходного сигнала осциллятора (203).
23. Устройство по п.22, характеризующееся тем, что осциллятор (203) является генератором синусоидальных колебаний, на который поступает фазовый сигнал, полученный в результате суммирования (202с).
24. Устройство по п.23, характеризующееся тем, что осциллятор (203) включает в себя модулятор (203b), предназначенный для модуляции выходного сигнала генератора синусоидальных колебаний с использованием составляющей амплитудной модуляции для конкретной полосы.
25. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что синтезатор амплитудной модуляции (201) включает в себя генератор шумов (160f), предназначенный для введения шума, управляемый посредством служебных данных, заданных фиксировано или получаемых в ходе текущего анализа.
26. Способ синтеза параметрического представления звукового сигнала, состоящего из временного сегмента звукового сигнала, данных множества полосовых фильтров, указывающих переменные во времени значения средних частот полосовых фильтров с переменной шириной полос, которая зависит от средней частоты соответствующего полосового фильтра, кроме того, содержащего данные амплитудной модуляции, или фазовой модуляции, или частотной модуляции для каждого полосового фильтра временного сегмента звукового сигнала, характеризующийся тем, что включает в себя синтез (201) составляющей амплитудной модуляции на основании параметров амплитудной модуляции; синтез (202) мгновенной частоты или фазовых характеристик на основании данных несущей частоты и параметров частотной модуляции для соответствующей ширины полосы, где частотные интервалы между смежными несущими частотами различаются по всему частотному спектру, генерацию (203) выходного сигнала, представляющего мгновенно амплитудно-модулированный, частотно-модулированный или фазо-модулированный колебательный сигнал (204) для каждого канала полосового фильтра; и сведение (205) сигналов каналов полосовых фильтров для генерации на их базе выходного акустического сигнал (206).
27. Параметрическое представление звукового сигнала, относящееся к определенному временному сегменту такого звукового сигнала, содержащее параметры полосового фильтра для каждого из множества полосовых фильтров, причем, параметры полосового фильтра включают в себя время зависимые значения центральных частот полосовых фильтров, из которых каждый полосовой фильтр имеет переменную ширину полосы пропускания, которая зависит от центральной частоты соответствующего полосового фильтра, и содержащее параметры амплитудной модуляции или фазовой модуляции или частотной модуляции для каждого полосового фильтра для указанного временного сегмента звукового сигнала.
28. Компьютерная программа для осуществления способа по пп.14, 19 или 26 при условии ее выполнения на компьютере.