УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОГО АУДИОСИГНАЛА И КОДИРОВАНИЯ АУДИОСИГНАЛА

1. Устройство (100; 200; 700; 800; 1100) формирования синтезированного аудиосигнала (145) с использованием управляющего сигнала внесения исправлений (119; 1155), включающее: первый конвертер (110; 1130) для того, чтобы преобразовать временной интервал (107-1; 107-2; 1125) аудиосигнала (105; 1101) в спектральное представление (115: 1135-1); формирователь исправлений в спектральной области (120; 1141) для выполнения множества (117-1) различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, где каждый алгоритм внесения исправлений формирует модифицированное спектральное представление (125; 1149), включающее спектральные компоненты в верхнем диапазоне частот (220), сформированные из соответствующих спектральных компонентов в основном диапазоне частот (210) аудиосигнала (105; 1101), и где формирователь исправлений в спектральной области (120; 1141) выполнен с возможностью выбрать первый алгоритм внесения исправлений в спектральной области (117-2) из множества (117-1) алгоритмов внесения исправлений для обработки первого временного интервала (107-1) и второй алгоритм внесения исправлений в спектральной области (117-3) из множества (117-1) алгоритмов внесения исправлений для обработки второго отличного временного интервала (107-2) в соответствии с управляющим сигналом внесения исправлений (119; 1155), чтобы получить модифицированное спектральное представление (125; 1149); высокочастотный манипулятор восстановления (130) для того, чтобы управлять модифицированным спектральным представлением (125; 1149) или сигналом, полученным из модифицированного спектрального представления (125; 1195), в соответствии с параметром спектрального повторения полос (127), чтобы получить сигнал с расширенной полосой частот (135); и объединитель (140) для того, чтобы объединить аудио сигнал (105; 1101), имеющий спектральные компоненты в основном диапазоне частот (210), или объединить сигнал, полученный из аудио сигнала (105; 1101), с сигналом с расширенной полосой частот (135), чтобы получить синтезированный аудио сигнал (145).
2. Устройство (100; 200; 700; 800; 1100) по п.1, в котором формирователь исправлений в спектральной области (120; 1141), выполнен с возможностью действовать в спектральной области, а не на временном интервале.
max
x
3. Устройство (200) по п.1, где формирователь исправлений в спектральной области (120) выполнен с возможностью выполнить, по крайней мере, два различных алгоритма внесения исправлений в спектральной области из множества алгоритмов внесения исправлений в спектральной области (203); множество алгоритмов внесения исправлений (203) включает первый алгоритм внесения исправлений (205-1), включающий гармоническое перемещение, основанное на одном фазовом вокодере и функциональном блоке негармонического копирования вверх, второй алгоритм внесения исправлений (205-2), включающий спектральное перемещение, основанное на многократном фазовом вокодере, третий алгоритм внесения исправлений (205-3), включающий функциональный блок негармонического копирования вверх и четвертый алгоритм внесения исправлений (205-4), включающий нелинейные искажения, устройство (200), выполненное с возможностью расширения полосы частот, так что сигнал с расширенной полосой частот (135) включает верхний диапазон частот (220), имеющий максимальную частоту (225; f), равную по крайней мере четырехкратной частоте разделения (215; f) основного диапазона частот (210).
x
x
x
x
x
x
4. Устройство по п.3, где формирователь исправлений в спектральной области (120) выполнен с возможностью выполнить, выбранный алгоритм внесения исправлений, по крайней мере, из двух различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений, включающий первый алгоритм внесения исправлений (205-1), первый алгоритм внесения исправлений (205-1), включающий спектральное перемещение, основанное на одном фазовом вокодере (305), включающем параметр расширения полосы частот (о) двух управляемых преобразований входного диапазона частот 310, извлеченного из основного диапазона частот 210 в первый сформированный диапазон частот 310', где фазы спектральных компонентов во входном диапазоне частот (310) умножены на параметр расширения полосы частот (σ) таким образом, что у первого выходного диапазона частот (310) есть частоты в пределах от частоты разделения (f) до двойной частоты разделения (f), первый алгоритм внесения исправлений (205-1) далее включает функциональный блок негармонического спектрального копирования полосы частот вверх (315) для того, чтобы преобразовать спектральные компоненты первого выходного диапазона частот (310') во второй выходной диапазон частот (320) путем первого копирования, таким образом, что у второго выходного диапазона частот (320') есть частоты в пределах от двойной частоты разделения (f) до тройной частоты разделения (f), и для дальнейшего преобразования спектральных компонентов второго выходного диапазона частот (320') в третий выходной диапазон частот (330') путем второго копирования, таким образом, что у третьего выходного диапазона частот (330') есть частоты в пределах от трехкратной частоты разделения (f) до четырехкратной частоты разделения (f) верхнего диапазона частот (220), верхний диапазон частот (220), включающий первый (310'), второй (320') и третий (330') выходные диапазоны частот.
1
1
x
x
2
2
x
x
x
x
3
3
x
x
x
x
5. Устройство по п.3, где формирователь исправлений в спектральной области (120) выполнен с возможностью выполнить выбранный алгоритм внесения исправлений по крайней мере из двух различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений, включающий второй алгоритм внесения исправлений (205-2), второй алгоритм внесения исправлений (205-2), включающий спектральные перемещения, основанные на многократном фазовом вокодере (405), включающем первый параметр расширения полосы частот (σ) двух управлений преобразованием первого входного диапазона частот (410) извлеченного из основного диапазона частот (210) в первый выходной диапазон частот (410'), где фазы спектральных компонентов первого входного диапазона частот (410) умножены на первый параметр расширения полосы частот (σ) таким образом, что у первого выходного диапазона частот (410') есть частоты в пределах от частоты разделения (f) до двойной частоты разделения (f), второй алгоритм внесения исправлений (205-2) далее включает второй параметр расширения полосы частот (σ) трех управлений преобразованием второго входного диапазона частот (420-1, 420-2) извлеченного из основного диапазона частот (210) во второй выходной диапазон частот (420', 420''), где фазы спектральных компонентов второго входного диапазона частот (420-1, 420-2) умножены на второй параметр расширения полосы частот (σ) таким образом, что у второго выходного диапазона частот (420', 420'') есть частоты в пределах от двойной частоты разделения (f) до тройной частоты разделения (f) или в пределах от частоты разделения (f) до тройной частоты разделения (f), второй алгоритм внесения исправлений (205-2) далее включает третий параметр расширения полосы частот (σ) четырех управлений преобразованием третьего входного диапазона частот (430-1, 430-2), извлеченного из основного диапазона частот (210), в третий выходной диапазон частот (430', 430''), где фазы спектральных компонентов третьего входного диапазона частот (430', 430'') умножены на третий параметр расширения полосы частот (σ) таким образом, что у третьего выходного диапазона частот (430', 430'') есть частоты в пределах от трехкратной частоты разделения (f) до четырехкратной частоты разделения (f) или в пределах от частоты разделения (f) до четырехкратной частоты разделения (f) включенных в верхний диапазон частот (220), верхний диапазон частот (220), включает первый (410'), второй (420', 420'') и третий (430', 430'') выходные диапазоны частот.
x
x
x
x
x
x
6. Устройство по п.3, где формирователь исправлений в спектральной области (120) выполнен с возможностью выполнить выбранный алгоритм внесения исправлений по крайней мере из двух различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений, включающий третий алгоритм внесения исправлений (205-3), третий алгоритм внесения исправлений (205-3), включающий функциональный блок негармонического спектрального копирования полосы частот вверх (505) для того, чтобы преобразовать спектральные компоненты входного диапазона частот (510), являющегося основным диапазоном частот (210), в первый выходной диапазон частот (510') путем первого копирования, таким образом, что у первого выходного диапазона частот (510') есть частоты в пределах от частоты разделения (f) до двойной частоты разделения (f), для дальнейшего преобразования спектральных компонентов первого выходного диапазона частот (510') во второй выходной диапазон частот (520') путем второго копирования, таким образом, что у второго выходного диапазона частот (520') есть частоты в пределах от двойной частоты разделения (f) до тройной частоты разделения (f) и для дальнейшего преобразования спектральных компонентов второго выходного диапазона частот (520') в третий выходной диапазон частот (530') путем третьего копирования таким образом, что у третьего выходного диапазона частот (530') есть частоты в пределах от тройной частоты разделения (f) до четырехкратной частоты разделения (f), включенных в верхний диапазон частот (220), верхний диапазон частот (220) включающий первый (510'), второй (520') и третий (530') выходные диапазоны частот.
x
x
7. Устройство по п.3, где формирователь исправлений в спектральной области (120) выполнен с возможностью выполнить выбранный алгоритм внесения исправлений по крайней мере из двух различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений, включающий четвертый алгоритм внесения исправлений (205-4), четвертый алгоритм внесения исправлений (205-4), включающий нелинейные искажения для того, чтобы сформировать спектральные компоненты в верхнем диапазоне частот (220), имеющем частоты в пределах от частоты разделения (f) до четырехкратной частоты разделения (f).
8. Устройство (700) по п.1, которое не включает преобразование время/частота (710) для того, чтобы преобразовать сигнал (705) на временном интервале, полученный из модифицированного спектрального представления (125), в спектральную область.
max
x
9. Устройство (800) по п.1, которое далее включающее второй конвертер (810) для того, чтобы преобразовать модифицированное спектральное представление (125) во временной интервал, где второй конвертер (810) выполнен с возможностью применить синтез, подобранный к анализу, примененному первым конвертером (110), где первый конвертер (110) выполнен с возможностью выполнить преобразование, имеющее первую длину преобразования (111), и где второй конвертер (810) выполнен с возможностью выполнить преобразование, имеющее вторую длину преобразования, вторую длину преобразования, зависящую параметра расширения полосы частот, где принимаются во внимание отношение максимальной частоты (f) в верхнем диапазоне частот (220) и частоты разделения (f) в основном диапазоне частот (210) и первая длина преобразования (111).
10. Устройство (900; 1000) для кодирования аудио сигнала (105), аудио сигнал (105), включающий основную полосу частот (210) и верхнюю полосу частот (220), включающее: основной кодировщик (910) для кодирования аудио сигнала (105) в основной полосе частот (210); экстрактор параметра (920) для извлечения параметра сигнала управления исправлениями (119) из аудио сигнала (105), сигнал управления исправлениями (119) показывающий выбранный алгоритм внесения исправлений их множества (117-1) различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений для выполнения в спектральной области, для формирования синтезированного аудио сигнала в декодере расширения полосы частот; и вычислитель параметра (930) для вычисления параметра повторения спектральных полос (127) высокочастотной полосы частот (220).
11. Устройство (1000) для кодирования по п.10, где экстрактор параметра (920) выполнен с возможностью определить из множества (117-1) различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений, выбранный алгоритм внесения исправлений, основанный на сравнении аудио сигнала (105) или сигнала, полученного из аудиосигнала (105), с множеством (1005) сигналов с расширенной полосой частот, полученных путем выполнения множества (117-1) алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, и управлять модифицированным спектральным представлением (125) аудио сигнала на временном интервале(105).
12. Способ (100; 200; 700; 800; 1100) для того, чтобы сформировать синтезированный аудио сигнал (145) с использованием управляющего сигнала внесения исправлений (190; 1155), включающий: преобразование (110; 1130) временного интервала (107-1; 107-2; 1125) аудиосигнала (105; 1101) в спектральное представление (115; 1135-1);
выполнение (120; 1141), множества (117-1) различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, где каждый алгоритм внесения исправлений формирует модифицированное спектральное представление (125; 1149), включающее спектральные компоненты верхнего диапазона частот (220), полученные из соответствующих спектральных компонентов основного диапазона частот (210) аудио сигнала (105; 1101), и выбирающий (120; 1141) первый алгоритм внесения исправлений в спектральной области (117-2) из множества (117-1) алгоритмов внесения исправлений для первого временного интервала (107-1) и второй алгоритм внесения исправлений в спектральной области (117-3) из множества (117-1) алгоритмов внесения исправлений для второго отличного временного интервала (107-2) в соответствии с управляющим сигналом внесения исправлений (119; 1155), чтобы получить модифицированное спектральное представление (125; 1149); управление (130) модифицированным спектральным представлением (125; 1149), или сигналом, полученным из модифицированного спектрального представления (125; 1195), в соответствии с параметром повторения диапазонов (127), чтобы получить сигнал с расширенной полосой частот (135); и объединение (140) аудио сигнала (105; 1101), имеющего спектральные компоненты в основном диапазоне частот (210) или сигнала, полученного из аудиосигнала (105; 1101), с сигналом с расширенной полосой частот (135), чтобы получить синтезированный аудиосигнал (145).
13. Способ (900; 1000) для кодирования аудио сигнала (105), аудиосигнал (105), включающий основную полосу частот (210) и верхнюю полосу частот (220), включающий: кодирование (910) аудио сигнала (105) в основной полосе частот (210); извлечение (920) сигнала управления исправлениями (119) из аудио сигнала (105), сигнал in управления исправлениями (119), показывающий выбранный алгоритм внесения исправлений из множества (117-1) различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений, для выполнения в спектральной области для формирования синтезированного аудио сигнала в декодере расширения полосы частот; и вычисление (930) параметра повторения спектральных полос (127) верхней полосы частот (220).
14. Кодированный аудио сигнал (935), включающий кодированный аудио сигнал (915) в основной полосе частот (210); сигнал управления исправлениями (119), сигнал управления исправлениями (119), показывающий выбранный алгоритм внесения исправлений из множества (117-1) различных алгоритмов внесения исправлений в спектральной области, выбранный алгоритм внесения исправлений для выполнения в спектральной области, чтобы сформировать синтезированный аудио сигнал (145) в декодере расширения полосы частот; и параметр повторения спектральных полос (127) вычисленный из верхней полосы частот (220) аудио сигнала (105).
15. Компьютерная программа, имеющая программный код для осуществления способов в соответствии с п.12 или 13, при выполнении программы на компьютере.