УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ И ПРОГРАММА
APPARATUS AND METHOD FOR ENCODING AND DECODING METHOD DEVICE AND PROGRAM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая технология относится к устройству и способу кодирования, устройству и способу декодирования и программе, и более конкретно, к устройству и способу кодирования, устройству и способу декодирования и программе, выполненным с возможностью получения высококачественного аудиосигнала при меньшем объеме кодирования.
Уровень техники
Способ кодирования аудиосигнала включает в себя НЕ-ААС (Высокоэффективный MPEG (Группа экспертов в области движущегося изображения) 4 ААС (Усовершенствованное кодирование аудиоданных)) (Стандарты ISO IЕС 14496-3), ААС (MPEG2 ААС) (Стандарты ISO/IEC 13818-7) и т.п.
Например, в качестве способа кодирования аудиосигнала, был предложен способ, в котором низкочастотную информацию кодировании полученную путем кодирования низкочастотного компонента, и информацию кодирования высокой частоты для получения значения оценки высокочастотного компонента, который генерируют из низкочастотного компонента и высокочастотного компонента, выводят в качестве кода, полученного в результате кодирования аудиосигнала (см., например, Патентный документ 1). В этом способе информация кодирования высокой частоты содержит информацию, требуемую для расчета значения оценки компонента высокой частоты, такой как коэффициент масштабирования, коэффициент регулирования амплитуды и спектральный остаток, для получения компонента высокой частоты.
При декодировании кода, компонент низкой частоты полученный в результате декодирования информации о кодировании низкой частоты, и компонент высокой частоты, полученный в результате оценки компонента высокой частоты на основе информации, полученной в результате декодирования информации кодирования высокой частоты, комбинируют для воспроизведения аудиосигнала.
В способе кодирования этого типа только информацию для получения значения оценки компонента высокой частоты кодируют как информацию о компоненте сигнала высокой частоты, и, следовательно, эффективность кодирования может быть улучшена при подавлении ухудшения качества звука.
Список литературы
Патентные документы
Патентный документ 1: WO 2006/049205 А
Раскрытие изобретения
Задачи, решаемые изобретением
Однако в упомянутой выше технологии, хотя высококачественный звук может быть получен в результате декодирования кода, информация для расчета значения оценки компонента высокой частоты должна быть сгенерирована для каждого модуля обработки аудиосигнала, что далеко не позволяет получить достаточно малый объем кодирования для информации кодирования высокой частоты.
Настоящая технология была разработана с учетом описанных выше аспектов, для получения высококачественного звука при меньшем объеме кодирования.
Решение задач
Устройство кодирования, в соответствии с первым аспектом настоящей технологии, включает в себя модуль разделения на подполосы, выполненный с возможностью генерирования сигнала подполосы низкой частоты для подполосы на стороне низкой частоты входного сигнала и сигнала подполосы высокой частоты для сигнала подполосы на стороне высокой частоты входного сигнала, модуль вычисления квазимощности подполосы высокой частоты, выполненный с возможностью вычисления квазимощности подполосы высокой частоты, которая представляет собой значение оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты на основе сигнала подполосы низкой частоты и заданного коэффициента оценки, модуль расчета характерной величины, выполненный с возможностью расчета характерной величины, определяющей число участков, на основе сигнала подполосы низкой частоты и/или сигнала подполосы высокой частоты, модуль определения, выполненный с возможностью определения числа непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки, в целевом участке процесса, включающего в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков, модуль выбора, выполненный с возможностью выбора коэффициента оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов, из множества коэффициентов оценки на основе мощности подполосы квазивысокой частоты и мощности подполосы высокой частоты в каждом непрерывном участке фреймов, полученном путем деления целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фреймов, модуль генерирования, выполненный с возможностью генерирования данных для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого из непрерывных участков фреймов, составляющих целевой участок процесса, модуль кодирования низкой частоты, выполненный с возможностью кодирования сигнала низкой частоты для входного сигнала для генерирования кодированных данных низкой частоты, и модуль мультиплексирования, выполненный с возможностью мультиплексирования упомянутых данных и упомянутых кодированных данных низкой частоты для генерирования выходной строки кода.
Характерная величина, определяющая число участков, может быть определена как характерная величина, указывающая суммарную мощность подполосы высокой частоты.
Характерная величина, определяющая число участков, может быть определена как характерная величина, указывающая изменение во времени суммарной мощности подполосы высокой частоты.
Характерная величина, определяющая число участков, может быть определена как характерная величина частотного профиля входного сигнала.
Характерная величина, определяющая число участков, может быть определена как линейная сумма или нелинейная сумма множества характерных величин.
Устройство кодирования дополнительно включает в себя модуль вычисления суммы значений оценок, выполненный с возможностью вычисления, на основе значения оценки, указывающего ошибку между мощностью подполосы квазивысокой частоты и мощностью подполосы высокой частоты во фрейме, вычисленную для каждого из коэффициентов оценки, суммы значений оценки для каждого фрейма, входящего в состав непрерывного участка фрейма для каждого из коэффициентов оценки. Модуль выбора может выбирать коэффициент оценки фрейма из непрерывного участка фреймов на основе суммы значений оценки, рассчитанной для каждого из коэффициентов оценки.
Каждый участок, полученный путем равномерного разделения целевого участка процесса на определенное число непрерывных участков фрейма, может быть определен, как непрерывный участок фрейма.
Модуль выбора может выбирать коэффициент оценки фрейма непрерывного участка фрейма на основе суммы значений оценки для каждой комбинации разделений целевого участка процесса, которая может быть получена при делении целевого участка процесса на определенное количество непрерывных участков фрейма, идентификации комбинации, при которой сумма значений оценки выбранных коэффициентов оценки для всех кадров, составляющих целевой участок процесса, минимизируется среди комбинаций, и определении коэффициента оценки, выбранного в каждом фрейме, в качестве коэффициента оценки соответствующего фрейма в идентифицированной комбинации.
Устройство кодирования дополнительно включает в себя, модуль высокочастотного кодирования, выполненный с возможностью кодировать данные, для генерирования кодированных данных высокой частоты. Модуль мультиплексирования может генерировать выходную строку кода путем мультиплексирования кодированных данных высокой частоты и кодированных данных низкой частоты.
Модуль определения может дополнительно вычислять объем кодирования для кодированных данных высокой частоты целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фреймов, и модуль кодирования низкой частоты может кодировать сигнал низкой частоты с объемом кодирования, определенным по объему кодирования, заранее определенному для целевого участка процесса, и вычисленному объему кодирования для кодированных данных высокой частоты.
Способ кодирования или программа, в соответствии с первым аспектом настоящей технологии, включает в себя этапы генерирования сигнала подполосы низкой частоты для подполосы на стороне низкой частоты входного сигнала и сигнала подполосы высокой частоты для подполосы на стороне высокой частоты входного сигнала, вычисления квазимощности подполосы высокой частоты, которая представляет собой значение оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты на основе сигнала подполосы низкой частоты и заданного коэффициента оценки, вычисления характерной величины, определяющей число участков, на основе сигнала подполосы низкой частоты и/или сигнала подполосы высокой частоты, определения числа непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых был выбран одинаковый коэффициент оценки на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков, выбора коэффициента оценки для фрейма, входящего в состав непрерывного участка фрейма, из множества коэффициентов оценки на основе квазимощности подполосы высокой частоты и мощности подполосы высокой частоты на каждом непрерывном участке фреймов, полученном путем деления целевого участка процесса на основе заданного числа непрерывных участков фреймов, генерирования данных для получения коэффициента оценки, выбранного для фрейма каждого из непрерывных участков фреймов, составляющих целевой участок процесса, генерирования низкочастотных кодированных данных путем кодирования низкочастотного сигнала входного сигнала, и генерирования выходной строки кода путем мультиплексирования упомянутых данных и упомянутых низкочастотных кодированных данных.
В соответствии с первым аспектом настоящей технологии генерируют сигнал подполосы низкой частоты для подполосы на стороне низкой частоты входного сигнала и сигнал подполосы высокой частоты для подполосы на стороне высокой частоты входного сигнала, вычисляют квазимощность подполосы высокой частоты, которая представляет собой значение оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты на основе сигнала подполосы низкой частоты и заданного коэффициента оценки, вычисляют характерную величину, определяющую число участков, на основе сигнала подполосы низкой частоты и/или сигнала подполосы высокой частоты, определяют число непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых был выбран одинаковый коэффициент оценки на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины определяющей число участков, выбирают коэффициент оценки для фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов, из множества коэффициентов оценки на основе квазимощности подполосы высокой частоты и мощности подполосы высокой частоты на каждом непрерывном участке фреймов, полученном путем деления целевого участка процесса, на основе определенного числа непрерывных участков фреймов, генерируют данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого из непрерывных участков фреймов, составляющих целевой участок процесса, генерируют кодированные данные низкой частоты путем кодирования сигнала низкой частоты входного сигнала, и генерируют выходную строку кода путем мультиплексирования упомянутых данных и упомянутых кодированных данных низкой частоты.
Устройство декодирования по второму аспекту настоящей технологии включает в себя модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входной строки кода на данные для получения коэффициента оценки, выбранного в кадре каждого непрерывного участка фреймов, составляющего целевой участок процесса, который сгенерирован на основе результата вычисления значения оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты входного сигнала на основе сигнала подполосы низкой частоты входного сигнала и заданного коэффициента оценки, определения числа непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых был выбран одинаковый коэффициент оценки на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков, извлеченной из входного сигнала, и выбора коэффициента оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов, из множества коэффициентов оценки на основе упомянутого значения оценки и мощности подполосы высокой частоты на каждом из непрерывных участков фреймов, полученных в результате деления целевого участка процесса, на основе определенного числа непрерывных участков фреймов и кодированных данных низкой частоты, полученных в результате кодирования сигнала низкой частоты входного сигнала, модуль декодирования низкой частоты, выполненный с возможностью декодировать кодированные данные низкой частоты для генерирования сигнала низкой частоты, модуль генерирования сигнала высокой частоты, выполненный с возможностью генерирования сигнала высокой частоты на основе коэффициента оценки, полученного из упомянутых данных, и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования, и модуль комбинирования, выполненный с возможностью генерировать выходной сигнал на основе сигнала высокой частоты и сигнала низкой частоты, полученных в результате декодирования.
Устройство декодирования дополнительно включает в себя модуль декодирования высокой частоты, выполненный с возможностью декодирования данных для получения коэффициента оценки.
Основываясь на значении оценки, указывающем ошибку между значением оценки и мощностью подполосы высокой частоты во фрейме, вычисленном для каждого из коэффициентов оценки, суммарное значение оценки каждого фрейма, составляющего непрерывный участок фрейма, может быть вычислена для каждого из коэффициентов оценки, и на основе суммарного значения оценки, вычисленного для каждого из коэффициентов оценки, может быть выбран коэффициент оценки фрейма для непрерывного участка фрейма.
Каждый участок, полученный в результате равномерного разделения целевого участка процесса на заданное число непрерывных участков фрейма, может быть определен как непрерывный участок фрейма.
Коэффициент оценки фрейма непрерывного участка фрейма может быть выбран на основе суммарного значения оценки для каждой комбинации разделения целевого участка процесса, которая может быть получен при разделении целевого участка процесса на заданное число непрерывных участков фреймов, среди упомянутых комбинаций может быть идентифицирована комбинация, при которой минимизируется сумма значений оценки выбранных коэффициентов оценки всех фреймов, составляющих целевой участок процесса, и коэффициент оценки, выбранный в каждом фрейме, может быть определен как коэффициент оценки соответствующего фрейма в идентифицированной комбинации.
Способ или программа декодирования в соответствии со вторым аспектом настоящей технологии включает в себя этапы демультиплексирования входной строки кода на данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого непрерывного участка фреймов, входящего в состав целевого участка процесса, который сгенерирован на основе результата вычисления значения оценки мощности подполосы высокой частоты сигнала подполосы высокой частоты входного сигнала на основе сигнала подполосы низкой частоты входного сигнала и заданного коэффициента оценки, определения числа непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала на основе характерной величины, определяющей количество участков, извлеченной из входного сигнала, и выбора из множества коэффициентов оценки коэффициента оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов на основе упомянутого значения оценки и мощности подполосы высокой частоты в каждом из непрерывных участков фреймов, полученных путем разделения целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фреймов, и получения кодированных данных низкой частоты путем кодирования сигнала низкой частоты входного сигнала, генерирования сигнала низкой частоты путем декодирования кодированных данных низкой частоты, генерирования сигнала высокой частоты на основе коэффициента оценки, полученного из упомянутых данных, и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования, и генерирования выходного сигнала на основе сигнала высокой частоты и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования.
В соответствии со вторым аспектом настоящей технологии, входную строку кода демультиплексируют на данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого непрерывного участка фреймов, составляющего целевой участок процесса, который сгенерирован на основе результата вычисления значения оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты входного сигнала на основе сигнала подполосы низкой частоты входного сигнала и заданного коэффициента оценки, определяют число непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки, на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков, извлеченной из входного сигнала, и выбирают из множества коэффициентов оценки коэффициент оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фрейма на основе значения оценки и мощности подполосы высокой частоты в каждом из непрерывных участков фреймов, полученных путем разделения целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фреймов, и кодированные данные низкой частоты, полученные в результате кодирования сигнала низкой частоты входного сигнала, генерируют сигнал низкой частоты путем декодирования кодированных данных низкой частоты, генерируют сигнал высокой частоты на основе коэффициента оценки, полученного из данных, и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования, и генерируют выходной сигнал на основе сигнала высокой частоты и сигнала низкой частоты, полученных в результате декодирования.
Результаты изобретения
В соответствии с первым и вторым аспектами настоящей технологии может быть получен звук высокого качества при меньшем объеме кодирования.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема, поясняющая подполосу входного сигнала.
На фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая кодирование высокочастотного компонента с помощью системы переменной длины.
На фиг. 3 представлена схема, иллюстрирующая кодирование высокочастотного компонента с помощью системы фиксированной длины.
На фиг. 4 показана блок-схема, поясняющая пример конфигурации устройства кодирования в соответствии с настоящей технологией.
На фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций процесса кодирования.
На фиг. 6 показана блок-схема, поясняющая пример конфигурации устройства декодирования.
На фиг. 7 показана блок-схема последовательности операций процесса кодирования.
На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций процесса кодирования.
На фиг. 9 показана блок-схема последовательности операций процесса кодирования.
На фиг. 10 показана блок-схема последовательности операций процесса кодирования.
На фиг. 11 показана блок-схема последовательности операций процесса кодирования.
На фиг. 12 показана блок-схема, поясняющая другой пример конфигурации устройства кодирования.
На фиг. 13 показана блок-схема последовательности операций процесса кодирования.
На фиг. 14 показана блок-схема, поясняющая пример конфигурации компьютера.
Осуществление изобретения
Примерные варианты осуществления настоящей технологии подробно описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи.
Общий обзор настоящей технологии
Кодирование входного сигнала
Настоящая технология предназначена для выполнения кодирования входного сигнала путем приема, например, аудиосигнала, такого как музыкальный сигнал, в качестве входного сигнала.
В устройстве кодирования, которое выполняет кодирование входного сигнала, как показано на фиг. 1, входной сигнал разделяют на сигналы подполосы множества полос частот (ниже называются "подполосами"), каждая из которых имеет заданную ширину полосы во время кодирования. На фиг. 1 по вертикальной оси представлена мощность каждой частоты входного сигнала, и по горизонтальной оси представлена частота входного сигнала. На чертеже кривая линия СП обозначает мощность каждого частотного компонента входного сигнала, и пунктирная линия в вертикальном направлении обозначает положение границы каждой подполосы.
Когда входной сигнал разделяют на сигналы подполос, состоящие из подполос, компонент на стороне низкой частоты, равной или ниже, чем заданная частота среди частотных компонентов входного сигнала кодируют с помощью заданной системы кодирования для генерирования кодированных данных низкой частоты.
В примере, показанном на фиг. 1, подполоса, имеющая частоту, равную или ниже, чем верхняя предельная частота подполосы sb, имеющей индекс sb, для идентификации каждой подполосы, определена, как низкочастотный компонент входного сигнала, и подполоса, имеющая частоту выше, чем верхняя предельная частота подполосы sb, определена, как компонент высокой частоты для входного сигнала.
Когда получают кодированные данные низкой частоты, генерируют информацию для воспроизведения сигнала подполосы каждой подполосы компонента высокой частоты на основе компонента низкой частоты и компонента высокой частоты входного сигнала, и эту информацию кодируют, используя заданную систему кодирования соответствующим образом, для генерирования кодированных данных высокой частоты.
В частности, кодированные данные высокой частоты генерируют из компонентов четырех подполос, включающих в себя от подполосы sb-3 до подполосы sb, имеющей наибольшую частоту на стороне низкой частоты, и расположенных непрерывно в направлении частоты, и компонентов (eb-(sb+1)+1) подполос, включающих в себя подполосу от sb+1 до подполосы eb, расположенных непрерывно на стороне высокой частоты.
Подполоса sb+1 представляет собой подполосу высокой частоты, расположенную на стороне самой низкой частоты, которая расположена рядом с подполосой sb, и подполоса eb представляет собой подполосу, имеющую наибольшую частоту среди подполос от sb+1 до подполосы eb, которые расположены непрерывно.
Кодированные данные высокой частоты, полученные в результате кодирования компонента высокой частоты, представляют собой информацию для генерирования сигнала подполосы для подполосы ib (где sb+1≤ib≤eb) на стороне высокой частоты, используя оценку, и кодированные данные высокой частоты включают в себя индекс коэффициента для получения коэффициента оценки, используемого для оценки сигнала каждый подполосы.
ib
ib
ib
ib
Таким образом, при оценке сигнала подполосы для подполосы ib, используют коэффициент А (kb), умноженный на мощность подполосы каждой подполосы kb (где sb 3≤kb≤sb) на стороне низкой частоты, и коэффициент оценки, включающий в себя коэффициент B, который представляет собой постоянный коэффициент.Индекс коэффициента, включенный в кодированные данные высокой частоты, представляет собой информацию для получения набора коэффициентов оценки, включающих в себя коэффициент A (kb) каждой подполосы ib и коэффициент B, например, информацию для идентификации набора коэффициентов оценки.
Когда кодированные данные низкой частоты и кодированные данные высокой частоты получают описанным выше способом, кодированные данные низкой частоты и кодированные данные высокой частоты мультиплексируют для генерирования выходной строки кода, которую затем выводят.
Таким образом, путем включения индекса коэффициента для получения коэффициента оценки в кодированные данные высокой частоты, по сравнению со случаем, когда коэффициент масштабирования, коэффициент установки амплитуды и т.п.  включены для расчета компонента высокой частоты для каждого фрейма, объем кодирования кодированных данных высокой частоты может быть существенно уменьшен.
Кроме того, устройство декодирования, которое принимает выходную строку кода, получает декодированный сигнал низкой частоты, включающий в себя сигнал подполосы каждой подполосы на стороне низкой частоте, путем декодирования кодированных данных низкой частоты, и генерируют сигнал подполосы каждой подполосы на стороне высокой частоты, используя оценку из декодированного сигнала низкой частоты и информацию, полученную путем декодирования кодированных данных высокой частоты. Выходной сигнал, полученный таким образом, представляет собой сигнал, получаемый путем декодирования кодированного входного сигнала.
Строка выходного кода
Соответствующий коэффициент оценки выбирают для фрейма, предназначенного для обработки, среди множества коэффициентов оценки, подготовленных заранее для каждого участка входного сигнала, соответствующего заданной длительности времени, то есть, для каждого кадра при кодировании входного сигнала.
В устройстве кодирования дополнительное уменьшение объема кодирования достигается путем включения информации времени, для которой индекс коэффициента изменен в направлении времени, и значения измененного индекса коэффициента в кодированных данных высокой частоты, без включения индекса коэффициента каждого фрейма, в том виде, как он есть, в кодированные данные высокой частоты.
В частности, когда входной сигнал представляет собой сигнал с устойчивым состоянием, без изменений каждого компонента частоты в направлении времени, выбранный коэффициент оценки, то есть, его индекс коэффициента часто продолжается в ряду в направлении времени. Поэтому для уменьшения объема информации индекса коэффициента, включенного в кодированные данные высокой частоты, в направлении времени, систему переменной длины и систему фиксированной длины соответствующим образом переключают при выполнении кодирования компонентов высокой частоты входного сигнала.
Система переменной длины
Ниже будет описано кодирование компонента высокой частоты, используя систему переменной длины и систему фиксированной длины.
При кодировании компонента высокой частоты, выполняют переключение между системой переменной длины и системой фиксированной длины для выбора заданной длины фрейма, которая определена заранее. Например, в следующем описании, выполняют переключение между системой переменной длины и системой фиксированной длины для каждых 16 фреймов, и участок из 16 фреймов входного сигнала может называться целевым участком процесса. Таким образом, в устройстве кодирования строку выходного кода выводят в единицах по 16 фреймов, которые представляют собой целевые участки процесса.
Вначале будет описана система переменной длины. При кодировании компонента высокой частоты, используя систему переменной длины, данные, включающие в себя флаг системы, индекс коэффициента, информацию участка и информацию о количестве кодируют и выводят, как кодированные данные высокой частоты.
Флаг системы представляет собой информацию, обозначающую систему для генерирования кодированных данных высокой частоты, то есть информацию, обозначающую, какая система была выбрана между системой переменной длины и системой фиксированной длины во время кодирования компонента высокой частоты.
Информация участка представляет собой информацию, обозначающую длину участка, включающего в себя непрерывные фреймы, включенные в целевой участок процесса, и для которых был выбран один и тот же индекс коэффициента (ниже называется "непрерывным участком фрейма"). Информация о количестве представляет собой информацию, обозначающую количество непрерывных участков фрейма, включенных в целевой участок процесса.
Например, в системе переменной длины, как показано на фиг. 2, участок из 16 фреймов от положения FST1 до положения FSE1 определен, как один целевой участок процесса. На фиг. 2 в горизонтальном направлении представлено время, и один квадрат представляет один фрейм. Кроме того, числовое значение в квадрате, обозначающее фрейм, обозначает значение индекса коэффициента для идентификации коэффициента оценки, выбранного для фрейма.
При кодировании компонента высокой частоты, используя систему переменной длины, вначале целевой участок процесса разделяют на непрерывные участки фрейма, каждый из которых включает в себя непрерывные фреймы, для которых был выбран одинаковый индекс коэффициента. Таким образом, положение на границе между фреймами, рядом друг с другом, для которых, соответственно, были выбраны разные индексы коэффициента, определено, как положение границы между непрерывными участками фрейма.
В этом примере целевой участок процесса разделяют на три блока, включающие в себя участок от положения FST1 до положения FC1, участок от положения FC1 до положения FC2, и участок от положения FC2 до положения FSE1. Например, на непрерывном участке фрейма от положения FST1 до положения FC1, выбирают один и тот же индекс "2" коэффициента в каждом из фреймов.
Когда целевой участок процесса разделен на непрерывные участки фрейма, как описано выше, генерируют данные, включающие в себя информацию о количестве, обозначающую количество непрерывных участков фрейма, индекс коэффициента, выбранный в каждом из непрерывных участков фрейма, информацию участка, обозначающую длину каждого из непрерывных участков фрейма, и флаг системы на целевом участке процесса.
В таком случае, целевой участок процесса разделяют на три непрерывных участка фрейма, информацию, обозначающую количество непрерывных участков фрейма "3", определяют, как информацию о количестве. На фиг. 2 информация о количестве представлена, как "num_length=3".
Например, информация участка первого непрерывного участка фрейма на целевом участке процесса представлена, как длина "5" с единицами фрейма на непрерывном участке фрейма, и представлена, как "length0=5" на фиг. 2. Кроме того, каждая часть информации участка выполнена с возможностью идентификации порядка непрерывного участка фрейма от заголовка целевого участка процесса. Другими словами, в информацию участка также включена информация для идентификации положения непрерывного участка фрейма в целевом участке процесса.
Когда генерируют данные, включающие в себя информацию о количестве, индекс коэффициента, информацию участка и флаг системы для целевого участка процесса, эти данные кодируют и выводят, как кодированные данные высокой частоты. В этом случае, когда один и тот же индекс коэффициента выбирают непрерывно для множества фреймов, индекс коэффициента не обязательно требуется передавать для каждого фрейма, количество данных выходной строки кода, которая должна быть передана, уменьшается, и в результате, кодирование и декодирование могут быть выполнены более эффективно.
О системе с фиксированной длиной
Кодирование компонента высокой частоты с помощью системы фиксированной длины будет описано ниже.
В системе фиксированной длины, как показано на фиг. 3, целевой участок процесса, включающий в себя 16 фреймов, одинаково разделяют на участки, имеющие заданное количество фреймов (ниже называется "участок фиксированной длины"). На фиг. 3, в горизонтальном направлении представлено время, и один квадрат представляет один фрейм. Кроме того, цифровое значение в квадрате, обозначающее фрейм, обозначает значение индекса коэффициента для идентификации коэффициента оценки, выбранного для фрейма. Кроме того, на фиг. 3, тот же номер ссылочной позиции назначен для участка, соответствующего тому, что показано на фиг. 2, и его описание исключено.
В системе фиксированной длины целевой участок процесса разделяют на множество участков фиксированной длины. В этом случае, длину участка фиксированной длины определяют таким образом, чтобы индекс коэффициента, выбранный в каждом из фреймов на участке фиксированной длины, был одинаковым, и длина участка фиксированной длины была максимальной.
В примере, показанном на фиг. 3, длина участка фиксированной длины (ниже просто называется "фиксированной длиной") имеет 4 фрейма, и целевой участок процесса одинаково разделен на четыре участка фиксированной длины. Таким образом, целевой участок процесса разделен на участок от положения FST1 до положения FC21, участок от положения FC21 до положения FC22, участок от положения FC22 до положения FC23 и участок от положения FC23 до положения FSE1. Индексы коэффициента этого участка фиксированной длины представлены как "1", "2", "2" и "3", в порядке от участка фиксированной длины в заголовке целевого участка процесса.
Когда целевой участок процесса разделяют на множество участков фиксированной длиной так, как описано выше, на целевом участке процесса генерируют данные, включающие в себя индекс фиксированной длины, обозначающий фиксированную длину участка фиксированной длины, индекс коэффициента, флаг переключения и флаг системы.
Флаг переключения представляет собой информацию, обозначающую положение на границе между участками фиксированной длины, то есть, изменяется или нет индекс коэффициента между последним фреймом заданного участка фиксированной длины и первым фреймом участка фиксированной длины, следующим после заданного участка фиксированной длины. Например, флаг переключения gridflg_i для i-ого (i=0, 1, 2…) устанавливают равным "1", когда индекс коэффициента изменяется в положении на границе между (i+1)-ым участком фиксированной длины и (i+2)-ым участком фиксированной длины от заголовка целевого участка процесса, и устанавливают в "0", когда индекс коэффициента не меняется.
В примере, показанном на фиг. 3, gridflg_0 флаг переключения в положении на границе (положение FC21) первого участка фиксированной длины целевого участка процесса устанавливают в "1", поскольку индекс "1" коэффициента первого участка фиксированной длины отличается от индекса "2" коэффициента второго участка фиксированной длины. Кроме того, флаг переключения gridflg_1 в положении FC22 устанавливают в "0", поскольку индекс "2" коэффициента второго участка фиксированной длины является таким же, как и индекс "2 м коэффициента третьего участка фиксированной длины.
length-id
Затем значение индекса фиксированной длины устанавливают, как значение, получаемое из фиксированной длины. В частности, например, индекс фиксированной длины length_id устанавливают, как значение, которое удовлетворяет фиксированной длине fixed_length=16/2. В примере, показанном на фиг. 3, поскольку фиксированная длина fixed_length=4, индекс фиксированной длины length_id=2.
Когда целевой участок процесса разделяют на участки фиксированной длины, и генерируют данные, включающие в себя индекс фиксированной длины, индекс коэффициента, флаг переключения и флаг системы, эти данные кодируют и выводят, как кодированные данные высокой частоты.
В примере, показанном на фиг. 3, данные, включающие в себя флаги переключения gridflg_0=1, gridflg_1=0 и gridflg_2=1 в положении FC21 до положения FC23, кодируют индекс фиксированной длины length_id=2, индексы "1", "2" и "3" коэффициента участков фиксированной длины и флаг системы, обозначающий систему фиксированной длины, и выводят, как кодированные данные высокой частоты.
Флаг переключения в положении на границе между участками фиксированной длины конфигурируют так, чтобы он идентифицировал порядок флага переключения в положении на границе от заголовка целевого участка процесса. Другими словами, в флаг переключения включена информация для обозначения положения на границе участка фиксированной длины целевого участка процесса.
Кроме того, индексы коэффициента, включенные в кодированные данные высокой частоты, размещают в порядке, в котором выбирают индексы коэффициентов, то есть, в порядке, в котором расположены участки фиксированной длины. Например, в примере, показанном на фиг. 3, участки фиксированной длины расположены в порядке индексов "1", "2" и "3" коэффициента, и эти индексы коэффициента включены в данные.
Хотя индексы коэффициента второго участка фиксированной длины и третьего участка фиксированной длины от заголовка целевого участка процесса равны "2", в примере, показанном на фиг. 3, представлена конфигурация, в которой только один индекс "2" коэффициента включен в целевой участок процесса. Когда индексы коэффициента для непрерывных участков фиксированной длины являются одинаковыми, то есть, когда флаг переключения в положении на границе между непрерывными участками фиксированной длины равен "0", только один индекс коэффициента включен в кодированные данные высокой частоты, без включения того же индекса коэффициента для множества соответствующих участков фиксированной длины в кодированные данные высокой частоты.
Таким образом, когда кодированные данные высокой частоты генерируют из данных, включающих в себя индекс фиксированной длины, индекс коэффициента, флаг переключения и флаг системы, индекс коэффициента не требуется передавать для каждого из фреймов, и, следовательно, количество данных строки выходного кода, которую требуется передать, может быть уменьшено. В результате, можно более эффективно выполнять кодирование и декодирование.
О количестве непрерывных участков фрейма
Во время кодирования входного сигнала, определяют оптимальное количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, на основе сигнала подполосы для каждой подполосы входного сигнала, на основе определенного количества непрерывных участков фрейма выбирают индекс коэффициента (коэффициент оценки) каждого из фреймов. Например, оптимальное количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, определяют на основе величины свойства, определяемой из мощности подполосы для подполосы на стороне высокой частоты (ниже "величина свойства, определяющая количество участков").
Таким образом, путем определения количества непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса на основе величины свойства, определяющей количество участков, обозначающей характеристику высокочастотного компонента, можно предотвратить изменение индекса коэффициента, выбранного для каждого из фреймов, более чем необходимо в направлении времени.
В результате, количество индексов коэффициента, включенных в кодированные данные высокой частоты целевого участка процесса и т.п., можно подавлять до минимального необходимого, и, следовательно, объем кодирования кодированных данных высокой частоты можно дополнительно уменьшить.
Далее, поскольку характеристика высокочастотного компонента, такая как ошибка оценки, зависит от коэффициента оценки, если индекс коэффициента изменяется более, чем необходимо в направлении времени, временное изменение неестественной огибающей частоты, которое не существовало во входном сигнале перед декодированием, генерируется в аудиосигнале, получаемом в результате декодирования, что ухудшает качество акустического сигнала. Такая деградация качества акустического сигнала является заметной в аудиосигнале с установившимся состоянием, имеющем меньшее временное изменение высокочастотного компонента.
Однако, если индекс коэффициента каждого из фреймов выбирают после соответствующего определения количества непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, можно предотвратить изменение индекса коэффициента в большей степени, чем необходимо. В результате, можно подавлять неестественное или временное изменение высокочастотного компонента звука, получаемого в результате декодирования, и, следовательно, качество акустического сигнала может быть улучшено.
Первый вариант осуществления
Пример структуры устройства кодирования
Примерные варианты осуществления технологии кодирования для кодирования входного сигнала, описанного выше, будут описаны ниже. Вначале будет описана конфигурация устройства кодирования, предназначенного для выполнения кодирования входного сигнала. На фиг. 4 показана блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства кодирования.
Устройство 11 кодирования включает в себя фильтр 31 низкой частоты, схему 32 кодирования низкой частоты, схему 33 разделения подполосы, схему 34 расчета величины свойства, схему 35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты, схему 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, схему 38 кодирования высокой частоты и схему 39 мультиплексирования. В устройстве 11 кодирования, входной сигнал, предназначенный для кодирования, подают в фильтр 31 низкой частоты и в схему 33 разделения подполосы.
Фильтр 31 низкой частоты фильтрует подаваемый входной сигнал с заданной частотой среза, и подает полученный, таким образом, сигнал, который находится в области более низкой частоты, чем частота среза (ниже называется "сигналом низкой частоты") в схему 32 кодирования низкой частоты и в схему 33 разделения подполосы.
Схема 32 кодирования низкой частоты кодирует сигнал низкой частоты, подаваемый из фильтра 31 низкой частоты, и передает полученные, таким образом, кодированные данные низкой частоты в схему 39 мультиплексирования.
Схема 33 разделения подполосы равномерно разделяет сигнал низкой частоты, подаваемый из фильтра 31 низкой частоты, на сигналы подполос множества подполос (ниже называются " сигналами подполос низкой частоты"), и подает полученные таким образом сигналы подполос низкой частоты в схему 34 расчета величины свойства и в схему 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков. Сигналы подполосы низкой частоты представляют собой сигналы подполос на стороне низкой частоты входного сигнала.
Кроме того, схема 33 разделения подполосы равномерно разделяет подаваемый входной сигнал на сигналы подполосы из множества подполос, и подает эти сигналы подполос для подполосах, включенных в заданную полосу частот на стороне высокой частоты среди сигналов подполосы, получаемых в результате разделения, в схему 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, и в схему 37 расчета разности мощности подполос квазивысокой частоты. Ниже сигналы подполос для подполос, подаваемых из схемы 33 разделения подполос в схему 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, и в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, также называется сигналами подполос высокой частоты.
Схема 34 расчета величины свойства рассчитывает величину свойства на основе сигнала подполосы низкой частоты, подаваемого из схемы 33 разделения подполосы, и подает рассчитанную величину свойства в схему 35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты.
Схема '35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает величину оценки мощности сигнала подполосы высокой частоты (ниже также называется "мощностью подполосы квазивысокой частоты") на основе величины свойства, подаваемого из схемы 34 расчета величины свойства, и подает рассчитанную мощность подполосы квазивысокой частоты в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты. Множество наборов коэффициентов оценки, полученных в результате статистического изучения, записывают в схему 35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты, и мощность подполосы квазивысокой частоты рассчитывают на основе коэффициента оценки и величины свойства.
Схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает величину свойства для определения количества участков на основе сигнала подполосы низкой частоты и сигнала подполосы высокой частоты, подаваемых из схемы 33 разделения подполосы, и подает рассчитанную величину свойства для определения количества участков в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты.
Схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частотны выбирает индекс коэффициента, обозначающий коэффициент оценки, соответствующий для оценки компонентов высокой частоты фрейма для каждого из фреймов. Схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты включает в себя модуль 51 определения, модуль 52 расчета суммы значения оценки, модуль 53 выбора и модуль 54 генерирования.
Модуль 51 определения определяет количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, на основе величины свойства, определяющего количество участков, подаваемой из схемы 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков.
Схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частотны рассчитывает значение оценки для каждого коэффициента оценки, для каждого из фреймов на основе мощности сигнала подполосы высокой частоты, подаваемого из схемы 33 разделения подполосы (ниже также называется "мощностью подполосы высокой частоты") и мощности подполосы квазивысокой частоты, подаваемой из схемы 35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты. Такое значение оценки представляет собой значение, обозначающее ошибку между фактическим компонентом высокой частоты входного сигнала и компонентом высокой частоты, оценка которого был получена путем использования коэффициента оценки.
Модуль 52 расчета суммы значения оценки рассчитывает сумму значения оценки непрерывных фреймов на основе количества непрерывных участков фрейма, определяемых модулем 51 определения, и значения оценки каждого из фреймов. Модуль 53 выбора выбирает индекс коэффициента каждого из фреймов на основе суммы значения оценки, рассчитанного модуль 52 расчета суммы значения оценки.
Модуль 54 генерирования выполняет переключение между системой переменной длины и системой фиксированной длины на основе результата выбора индекса коэффициента в каждом из фреймов целевого участка процесса входного сигнала, генерирует данные для получения кодированных данных высокой частоты выбранной системой, и подает сгенерированные данные в схему 38 кодирования высокой частоты.
Схема 38 кодирования высокой частоты кодирует данные, подаваемые из схемы 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, и подает полученные таким образом кодированные данные высокой частоты в схему 39 мультиплексирования. Схема 39 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкой частоты из схемы 32 кодирования низкой частоты и кодированные данные высокой частоты из схемы 38 кодирования высокой частоты и выводит мультиплексные данные, как строку выходного кода.
Описание процесса кодирования В устройство 11 кодирования, показанное на фиг. 4, подают входной сигнал, оно выполняет обработку кодирования после получения инструкции на кодирование входного сигнала, и выводит строку выходного кода в устройство декодирования. Процесс кодирования, выполняемый устройством 11 кодирования, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг. 5. Такой процесс кодирования выполняют для каждого заранее установленного количества фреймов, то есть, для каждого целевого участка процесса.
На этапе S11, фильтр 31 низкой частоты фильтрует подаваемый в него входной сигнал фрейма, предназначенный для обработки, с частотой среза, заданной путем использования фильтра низкой частоты, и подает полученный, таким образом, сигнал низкой частоты в схему 32 кодирования низкой частоты и в схему 33 разделения подполосы.
На этапе S12 схема 32 кодирования низкой частоты кодирует сигнал низкой частоты, подаваемый из фильтра 31 низкой частоты, и подает полученные таким образом кодированные данные низкой частоты в схему 39 мультиплексирования.
На этапе S13 схема 33 разделения подполосы равномерно разделяет входной сигнал, и сигнал низкой частоты на множество сигналов подполосы, каждый из которых имеет заданную полосу пропускания.
Таким образом, схема 33 разделения подполосы разделяет входной сигнал на сигналы подполосы для множества подполос, и подает эти сигналы подполосы от подполосы sb+1 до подполосы eb на стороне высокой частоты, полученной в результате разделения, в схему 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, и в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты.
Кроме того, схема 33 разделения подполосы разделяет низкочастотный сигнал из фильтра 31 низкой частоты на сигналы подполосы для множества подполос, и подает эти сигналы подполосы для подполосы sb-3 до подполосы sb на сторону низкой частоты, полученную в результате разделения, в схему 34 расчета величины свойства и в схему 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков.
На этапе S14 схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает величину свойства, определяющего количество участков, на основе сигнала подполосы низкой частоты и сигнала подполосы высокой частоты, подаваемых из схемы 33 разделения подполосы, и подает рассчитанную величину свойства, определяющего количество участков, в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты.
high
Например, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает сумму мощности подполосы power (J), которая представляет собой оценку полосы пропускания фрейма J, предназначенного для обработки, то есть, сумму мощности сигналов подполосы для подполос на стороне высокой частоты, путем расчета следующего Уравнения (1)
lin
high
lin
В Уравнении (1), power (ib, J) обозначает среднеквадратичное значение величины выборки для выборок сигнала подполосы для подполосы ib (где sb+1≤ib≤eb) для фрейма J. Поэтому сумму мощности подполосы power (J) получают путем получения логарифма для суммы среднеквадратичного значения power (ib, J), получаемой для каждой из подполос на стороне высокой частоты.
high
high
high
Сумма мощности подполосы power (J), полученная так, как описано выше, обозначает сумму мощности подполосы высокой частоты для подполос на стороне высокой частоты входного сигнала. По мере того, как сумма мощности каждой из подполос увеличивается, значение суммы мощности подполосы power (J) увеличивается. Таким образом, по мере того, как мощность высокочастотного компонента входного сигнала увеличивается в целом, сумма мощности подполосы power (J) также увеличивается.
На этапе S15 схема 34 расчета величины свойства рассчитывает величину свойства на основе сигнала подполосы низкой частоты, подаваемого из схемы 33 разделения подполосы, и подает рассчитанную величину свойства в схему 5 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты.
Например, в качестве величины свойства, рассчитывают мощность каждого из сигналов подполосы низкой частоты. Далее, в частности, мощность сигнала подполосы низкой частоты также называется мощностью подполосы низкой частоты. Кроме того, мощность каждого из сигналов подполосы, таких как сигнал подполосы низкой частоты и сигнал подполосы высокой частоты, также называется мощностью подполосы, если это соответствует.
В частности, схема 34 расчета величины свойства рассчитывает мощность подполосы power(ib, J) подполосы ib (где sb-3≤ib≤sb) фрейма J, предназначенного для обработки, которая представлена в децибелах, путем расчета следующего Уравнения (2).
В Уравнении (2), х (ib, n) обозначает значение (величину выборки для выборки) для сигнала подполосы, для подполосы ib, и n в х (ib, n) обозначает индекс дискретного времени. Далее, FSIZE в Уравнении (2) обозначает количество выборок сигнала подполосы, составляющего один фрейм.
Поэтому мощность power (ib, J) подполосы низкой частоты фрейма J рассчитывают путем получения логарифма среднеквадратичного значения величины выборки каждой выборки сигнала подполосы низкой частоты, составляющего фрейм J. Ниже мощность подполосы низкой частоты рассматривают, как рассчитываемую, как величину свойства в схеме 34 расчета величины свойства.
На этапе S16 схема 35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает мощность подполосы квазивысокой частоты на основе мощности подполосы низкой частоты, подаваемой из схемы 34 расчета величины свойства, как величину свойства, и записанного коэффициента оценки для каждого коэффициента оценки, который был записан заранее.
Например, когда набор из К коэффициентов оценки, имеющих индексы коэффициента от 1 до К (где 2≤К) подготавливают заранее, мощность подполосы квазивысокой частоты каждой подполосы рассчитывают для набора из К коэффициентов оценки.
est
В частности, схема 35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает мощность подполосы квазивысокой частоты power(ib, J) (где sb+1≤ib≤eb) каждой из подполос на стороне высокой частоты фрейма J, предназначенного для обработки, путем расчета следующего Уравнения (3).
ib
ib
b
b
В Уравнении (3), коэффициент A, (kb) и коэффициент B обозначают набор оценки коэффициентов, подготовленных для подполосы ib на стороне высокой частоты. Таким образом, коэффициент Ai (kb) представляет собой коэффициент, умноженный на мощность подполосы низкой частоты power (kb, J) для подполосы kb (где sb-3≤kb≤sb), и коэффициент Bi представляет собой постоянный член, используемый при линейном соединении мощности подполосы низкой частоты.
est
ib
ib
Поэтому мощность подполосы квазивысокой частоты power (ib, J) для подполосы ib на стороне высокой частоты получают путем умножения мощности подполосы низкой частоты каждой из подполосы на стороне низкой частоты на коэффициент A (kb) для каждой подполосы и суммирования коэффициента В с суммой мощности подполосы низкой частоты, умноженной на коэффициент.
После расчета мощности подполосы квазивысокой частоты каждой подполосы на стороне высокой частоты для каждого набора коэффициентов оценки схема 35 расчета мощности подполосы квазивысокой частоты подает рассчитанную мощность подполосы квазивысокой частоты в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты.
На этапе S17 схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает значение оценки Res (id, J) используя фрейм J, предназначенный для обработки, для всех наборов коэффициентов оценки, идентифицированных индексом id коэффициента.
В частности, схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты выполняет расчет, аналогичный упомянутому выше Уравнению (2), используя сигнал подполосы высокой частоты каждой подполосы, подаваемой из схемы 33 разделения подполосы, и рассчитывает мощность подполосы высокой частоты power (ib, J) во фрейме J.
std
Когда получают мощность подполосы высокой частоты power (ib, J), схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает остаточное среднеквадратичное значение Res (id, J) путем расчета следующего Уравнения (4).
est
std
Таким образом, получают разность между мощностью подполосы высокой частоты power (ib, J) и мощностью подполосы квазивысокой частоты power(ib, id, J) для фрейма J для каждой подполосы ib (где sb+1≤ib≤eb) на стороне высокой частоты, и определяют среднеквадратичное значение разности, как остаточное среднеквадратичное значение Res (id, J).
Мощность подполосы квазивысокой частоты powerest (ib, id, J) обозначает мощность подполосы квазивысокой частоты для подполосы ib, полученной для коэффициента оценки, имеющего индекс коэффициента, равный id во фрейме J.
max
Затем схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает остаточное максимальное значение Res (id, J), путем расчета следующего Уравнения (5).
est
est
max
В Уравнении (5),  обозначает максимальное значение для абсолютного значения разности между мощностью подполосы высокой частоты power (ib, J) и мощностью подполосы квазивысокой частоты power (ib, id, J) каждой подполосы ib. Поэтому максимальное значение для абсолютного значения разности между мощностью подполосы высокой частоты power (ib, J) и мощностью подполосы квазивысокой частоты power (ib, id, J) во фрейме J определяют, как остаточное максимальное значение Res (id, J).
ave
Кроме того, схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает остаточное среднее значение Res (id, J) путем расчета следующего Уравнения (6).
est
ave
ave
Таким образом, для каждой подполосы ib на стороне высокой частоты получают разность между мощностью подполосы высокой частоты power (ib, J) и мощностью подполосы квазивысокой частоты power (ib, id, J) фрейма J и получают сумму разностей. Абсолютное значение для значения, получаемого путем деления полученной суммы разностей на количество подполос (eb-sb) на стороне высокой частоты, определяют, как остаточное среднее значение Res (id, J). Остаточное среднее значение Res (id, J) обозначает магнитуду среднего значения оценки ошибки каждой подполосы, с учетом знака.
std
max
Кроме того, когда получают остаточное среднеквадратичное значение Res (id, J), остаточное максимальное значение Res (id, J) и остаточное среднее значение Resave (id, J), схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает конечное значение оценки Res (id, J), путем расчета следующего Уравнения (7).
std
max
ave
std
max
ave
std
max
ave
Таким образом, остаточное среднеквадратичное значение, Res (id, J), остаточное максимальное значение Res (id, J) и остаточное среднее значение Res (id, J) суммируют со взвешиванием, и результат взвешенного суммирования определяют, как конечное значение оценки Res (id, J). В Уравнении (7) W, W и W представляют собой веса которые определяют заранее, например, W=1, W=0,5 и W=0,5.
Схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты рассчитывает значение оценки Res (id, J), выполняя описанные выше процессы для каждого из К коэффициентов оценки, то есть, для каждого из индексов id коэффициента К.
Значение оценки Res (id, J), полученное, как описано выше, обозначает степень подобия между мощностью подполосы высокой частоты, рассчитанной из фактического входного сигнала, и мощностью подполосы квазивысокой частоты, рассчитанной, используя коэффициент оценки, имеющий индекс id коэффициента. Таким образом, оно обозначает магнитуду величины оценки ошибки компонента высокой частоты.
Таким образом, по мере того, как значение Res (id, J) оценки уменьшается, получают сигнал, более близкий к компоненту высокой частоты для фактического входного сигнала, путем расчета, используя коэффициент оценки.
На этапе S18 схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты определяет, был или нет выполнен процесс для заданной длины фрейма. Таким образом, схема 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты определяет, была или нет рассчитана величина свойства определения количества участков и величина оценки для всех фреймов, составляющих целевой участок процесса.
На этапе S18, когда определяют, что процесс не был выполнен для заданной длины фрейма, процесс возвращается на этап S11, и описанные выше процессы повторяют. Таким образом, фрейм для целевого участка процесса, который еще не был обработан, устанавливают в следующий целевой фрейм обработки, и рассчитывают величину свойства определения количества участков и значение оценки этого фрейма.
С другой стороны, на этапе S18, когда определяют, что процесс был выполнен для определенной длины фрейма, процесс переходит на этап S19.
На этапе S19 модуль 51 определения определяет количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, на основе величины свойства, определяющего количество участков каждого из фреймов, составляющих целевой участок процесса, подаваемый из схемы 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков.
В частности, модуль 51 определения получает представительное значение для величины свойства, определяющего количество участков, из величины свойства, определяющего количество участков каждого составляющего фрейма целевого участка процесса. Например, максимальное значение величины свойства, определяющего количество участков каждого фрейма, то есть, наибольшее количество блоков, определяющее величину свойства, определяют как представительное значение.
После этого, модуль 51 определения определяет количество непрерывных участков фрейма путем сравнения полученного представительного значения с пороговым значением, которое определяют заранее. Например, когда представительное значение равно или больше, чем 100, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 16, когда представительное значение равно или больше чем 80 и меньше чем 100, его устанавливают равным 8, и когда представительное значение равно или больше чем 60 и меньше чем 80, его устанавливают равным 4. Кроме того, когда представительное значение равно или больше чем 40 и меньше чем 60, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 2, и когда представительное значение меньше чем 40, количество участков непрерывных фреймов устанавливается равным 1.
Величина свойства, определяющего количество участков (представительное значение), которое сравнивают с пороговым значением во время определения количества непрерывных участков фрейма, обозначает сумму мощности подполосы высокой частоты. В аудиосигнале, таком как входной сигнал, участок, где сумма мощности подполосы на стороне высокой частоты больше, чем компонент высокой частоты, который акустически лучше распознает ухо человека (более четко слышен), сравнивают с блоком, где мощность подполосы мала, и, следовательно, во время декодирования, требуется такое декодирование, чтобы в результате оценки был получен сигнал, который расположен ближе к оригинальному сигналу.
Когда представительное значение величины свойства, определяющей количество участков, велико, модуль 51 определения увеличивает количество непрерывных участков фрейма таким образом, чтобы можно было выполнять оценку высокочастотного компонента каждого фрейма на стороне декодирования. С такой конфигурацией может быть улучшена артикуляция аудиосигнала, получаемого в результате декодирования, и, следовательно, качество звука может быть акустически улучшено.
С другой стороны, когда представительное значение мало, мощность высокочастотного компонента мала, и, следовательно, даже при том, что точность оценки высокочастотного компонента по коэффициенту оценки будет относительно низкой, акустическая деградация качества звука для звука, получаемого в результате декодирования, может быть с трудом распознана. Поэтому когда представительное значение мало, модуль 51 определения уменьшает количество непрерывных участков фрейма, уменьшая, таким образом, объем величины свойства, определяющего количество участков каждого составляющего фрейма величины свойства, определяющего количество участков каждого составляющего фрейма кодирования кодированных данных высокой частоты, без ухудшения качества звука.
На этапе S20 модуль 52 расчета суммы значения оценки рассчитывает сумму значения оценки фреймов, составляющих непрерывный участок фрейма, для каждого индекса коэффициента, путем использования значения оценки, рассчитанного для каждого индекса коэффициента (установки коэффициентов оценки) для каждого фрейма.
Например, предполагается, что количество непрерывных участков фрейма, определенных на этапе S19, составляет ndiv, и целевой участок процесса включает в себя 16 фреймов. В таком случае, например, модуль 52 расчета суммы значения оценки равномерно разделяет целевой участок процесса на ndiv участков, и устанавливает каждый из полученных участков, как непрерывный участок фрейма. В таком случае, каждый непрерывный участок фрейма включает в себя 16/ndiv непрерывных фреймов.
sum
Кроме того, модуль 52 расчета суммы оценки рассчитывает сумму значения оценки Res (id, igp), которая представляет собой сумму значения оценки фрейма, составляющего каждый непрерывный участок фрейма для каждого индекса коэффициента, путем расчета следующего Уравнения (8).
В Уравнении (8), igp представляет собой индекс для идентификации непрерывного участка фрейма в целевом участке процесса, и Res (id, ifr) обозначает значение оценки Res (id, ifr) фрейма ifr, составляющего непрерывный участок фрейма, полученный для индекса id коэффициента.
sum
Поэтому значение суммы оценки Res (id, igp) для индекса id коэффициента непрерывного участка фрейма рассчитывают путем расчета суммы значения оценки каждого фрейма, имеющего одинаковый индекс id коэффициента, составляющий непрерывный участок фрейма.
На этапе S21 модуль 53 выбора выбирает индекс коэффициента каждого фрейма на основе суммы значения оценки, полученного для каждого индекса коэффициента, для каждого непрерывного участка фрейма.
sum
По мере того, как значение для значения оценки Res (id, J) каждого фрейма уменьшается, сигнал, который расположен ближе к фактическому компоненту высокой частоты, получают путем расчета, используя коэффициент оценки и, следовательно, по мере того, как сумма значения оценки Res (id, igp) уменьшается в индексе коэффициента, можно сказать, что индекс коэффициента становится пригодным для непрерывного участка фрейма.
sum
Модуль 53 выбора выбирает индекс коэффициента, при котором сумма значения оценки Res (id, igp), полученная для непрерывного участка фрейма, является минимизированной, среди множества индексов коэффициента, как индекс коэффициента каждого фрейма, составляющего непрерывный участок фрейма. Поэтому на непрерывном участке фрейма тот же самый индекс коэффициента выбирают в каждом фрейме.
Таким образом, модуль 53 выбора выбирает индекс коэффициента фрейма, составляющего непрерывный участок фрейма для каждого непрерывного участка фрейма, составляющего целевой участок процесса.
Когда индекс коэффициента выбирают на основе суммы значения оценки для каждого непрерывного участка фрейма, в некоторых случаях, один и тот же индекс коэффициента может быть выбран на непрерывных участках фрейма, расположенных рядом друг с другом. В таком случае, устройство 11 кодирования обрабатывает непрерывные участки фрейма, для которых выбраны одинаковые коэффициенты индекса и которые расположены непрерывно, в качестве одного непрерывного участка фрейма.
На этапе S22 модуль 54 генерирования определяет, следует ли использовать систему фиксированной длины в качестве системы для генерирования кодированных данных высокой частоты.
Таким образом, модуль 54 генерирования сравнивает кодированные данные высокой частоты, генерируемые системой фиксированной длины, с кодированными данными высокой частоты, генерируемыми системой переменной длины, на основе результата выбора индекса коэффициентов каждого фрейма на целевом участке процесса. Когда объем кодирования кодированных данных высокой частоты системы фиксированной длины меньше, чем объем кодирования кодированных данных высокой частоты системы переменной длины, модуль 54 генерирования определяет, что требуется использовать систему с фиксированной длиной.
На этапе S22, когда определяют, что требуется использовать систему с фиксированной длиной, процесс переходит на этап S23. На этапе S23 модуль 54 генерирования генерирует данные, включающие в себя флаг системы, обозначающий, что выбрана система с фиксированной длиной, индекс с фиксированной длиной, индекс коэффициента и флаг переключения, и подает сгенерированные данные в схему 38 кодирования высокой частоты.
Например, в примере, показанном на фиг. 3, модуль 54 генерирования устанавливает фиксированную длину, равную 4 фреймам, и разделяет целевой участок процесса от положения FST1 до положения FSE1 на 4 участка фиксированной длины. Модуль 54 генерирования затем генерирует данные, включающие в себя индекс "2" фиксированной длины, индексы "1", "2" и "3" коэффициента, и флаги "1", "0" и "1" переключения, и флаг системы.
Хотя индексы коэффициента второго участка фиксированной длины и третьего участка фиксированной длины от заголовка целевого участка процесса равны "2" в примере, показанном на фиг. 3, поскольку эти участки фиксированной длины расположены непрерывно, данные, выводимые из модуля 54 генерирования, включают в себя только один индекс "2" коэффициента.
На этапе S24 схема 38 кодирования высокой частоты кодирует данные, включающие в себя флаг системы, индекс фиксированной длины, индекс коэффициента и флаг переключения, подаваемые из модуля 54 генерирования, для генерирования кодированных данных высокой частоты.
Например, выполняют энтропийное кодирование и т.п., соответственно, в отношении всей или части информации среди флага системы, индекса фиксированной длины, индекса коэффициента и флага переключения. Кроме того, данные, включающие в себя флаг системы, индекс фиксированной длины и т.п., также можно использовать, в качестве кодированных данных высокой частоты, в том виде, как они есть.
Схема 38 кодирования высокой частоты подает сгенерированные кодированные данные высокой частоты в схему 39 мультиплексирования, и затем процесс переходит на этап S27.
С другой стороны, на этапе S22, когда определяют не использовать систему фиксированной длины, то есть, когда определяют использовать систему переменной длины, процесс переходит на этап S25. На этапе S25 модуль 54 генерирования генерирует данные, включающие в себя флаг системы, обозначающий, что была выбрана система переменной длины, индекс коэффициента, информацию участка и информацию о количестве, и подает сгенерированные данные в схему 38 кодирования высокой частоты.
Например, в примере, показанном на фиг. 2, целевой участок процесса от положения FST1 до положения FSE1 разделяют на три непрерывных участка фрейма. Модуль 54 генерирования генерирует данные, включающие в себя флаг системы, обозначающий, что была выбрана система переменной длины, информацию о количестве "num_length=3", обозначающую, что количество непрерывных участков фрейма равно "3", информацию участка "length0=5" и "length 1=7", обозначающую длину каждого из непрерывных участков фрейма, и индексы "2", "5" и "1" коэффициента непрерывных участков фрейма.
Индекс коэффициента каждого из непрерывных участков фрейма ассоциируют с информацией участка таким образом, чтобы непрерывный участок фрейма мог быть идентифицирован для индекса коэффициента. Кроме того, в примере, показанном на фиг. 2, количество фреймов, составляющих последний непрерывный участок фрейма на целевом участке процесса, может быть идентифицирован по заголовку целевого участка процесса и информация участка последующих непрерывных участков фрейма, и, следовательно, информация участка не будет сгенерирована для последнего непрерывного участка фрейма.
На этапе S26 схема 38 кодирования высокой частоты кодирует данные, включающие в себя флаг системы, индекс коэффициента, информацию участка и информацию о количестве, подаваемые из модуля 54 генерирования, для генерирования кодированных данных высокой частоты.
Например, на этапе S26, выполняют энтропийное кодирование и т.п. в отношении всей или части информации среди флага системы, флага системы, индекса коэффициента, информации участка и информации количества. Кодированные данные высокой частоты могут представлять собой любую информацию, если только коэффициент оценки может быть получен из этой информации, например, данные, включающие в себя флаг системы, индекс коэффициента, информацию участка и информацию о количестве можно использовать, как кодированные данные высокой частоты, в том виде, как они есть.
Схема 38 кодирования высокой частоты подает сгенерированные кодированные данные высокой частоты в схему 39 мультиплексирования, и затем процесс переходит на этап S27.
Когда кодированные данные высокой частоты генерируют на этапе S24 или на этапе S26, на этапе S27, схема 39 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкой частоты, подаваемые из схемы 32 кодирования низкой частоты и кодированные данные высокой частоты, подаваемые из схемы 38 кодирования высокой частоты. Схема 39 мультиплексирования затем выводит выходную строку кода, полученную в результате мультиплексирования, заканчивая, таким образом, процесс кодирования.
Таким образом, устройство 11 кодирования рассчитывает величину свойства, определяющую количество участков, на основе сигнала подполосы, полученного из входного сигнала, рассчитывает сумму значения оценки для каждого из непрерывных участков фрейма при определении количества непрерывных участков фрейма из величины свойства, определяющей количество участков, и выбирает индекс коэффициента каждого фрейма. Устройство И кодирования затем кодирует данные, включающие в себя выбранный индекс коэффициента, для генерирования кодированных данных высокой частоты.
В результате, путем генерирования кодированных данных высокой частоты, путем кодирования данных, включающих в себя индекс коэффициента, объем кодирования кодированных данных высокой частоты можно уменьшить, по сравнению со случаем, когда данные, используемые для операции оценки компонента высокой частоты, такие как коэффициент масштабирования, кодируют в том виде, как они есть.
Кроме того, путем определения количества непрерывных участков фрейма на основе величины свойства определения количество участков, можно предотвратить изменение индекса коэффициента в большей степени, чем необходимо в отношении к направлению времени, таким образом, что качество акустического сигнала для звука, получаемого в результате декодирования, может быть улучшено, и, в это же время, объем кодирования выходной строки кода может быть уменьшен. Это позволяет улучшить эффективность кодирования входного сигнала.
Кроме того, в результате выбора индекса коэффициента для каждого из непрерывных участков фрейма, может быть получен индекс коэффициента более подходящего коэффициента оценки для каждого из непрерывных участков фрейма. В частности, в результате равномерной установки длины каждого из непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, объем операции может быть уменьшен и, следовательно, индекс коэффициента может быть выбран целесообразным образом.
Конфигурация устройства декодирования
Устройство декодирования, которое принимает выходную строку кода, выводимую из устройства 11 кодирования, и выполняет декодирование выходной строки кода, будет описано ниже.
Такое устройство декодирования выполнено, например, так, как представлено на фиг. 6.
Устройство 81 декодирования включает в себя схему 91 демультиплексирования, схему 92 декодирования низкой частоты, схему 93 разделения подполосы, схему 94 расчета величины свойства, схему 95 декодирования высокой частоты, схему 96 расчета мощности декодированной подполосы высокой частоты, схему 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты и схему 98 объединения.
Схема 91 демультиплексирования принимает выходную строку кода, принимаемую из устройства 11 кодирования, как входную строку кода, и демультиплексирует входную строку кода, получая кодированные данные высокой частоты и кодированные данные низкой частоты. Кроме того, схема 91 демультиплексирования подает кодированные данные низкой частоты, полученные в результате демультиплексирования, в схему 92 декодирования низкой частоты и подает кодированные данные высокой частоты, полученные в результате демультиплексирования, в схему 95 декодирующей высокой частоты.
Схема 92 декодирования низкой частоты декодирует кодированные данные низкой частоты из схемы 91 демультиплексирования, и подает полученный таким образом декодированный сигнал низкой частоты входного сигнала в схему 93 разделения подполосы и в схему 98 объединения.
Схема 93 разделения подполосы равномерно разделяет декодированный сигнал низкой частоты из схемы 92 декодирования низкой частоты на множество сигналов подполосы низкой частоты, каждый из которых имеет заданную полосу пропускания, и подает полученные в результате сигналы подполосы низкой частоты в схему 94 расчета величины свойства и в схему 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты.
Схема 94 расчета величины свойства рассчитывает мощность подполосы низкой частоты каждой из подполос на стороне низкой частоты, как величину свойства, на основе сигналов подполосы низкой частоты из схемы 93 разделения подполосы, и подает рассчитанную мощность подполосы низкой частоты в схему 96 расчета мощности декодированной подполосы высокой частоты.
Схема 95 декодирования высокой частоты декодирует кодированные данные высокой частоты из схемы 91 демультиплексирования, и подает данные, полученные в результате декодирования, и коэффициент оценки, идентифицированный по индексу коэффициента, включенному в данные, в схему 96 расчета мощности декодирования подполосы высокой частоты. Таким образом, в схеме 95 декодирования высокой частоты сохраняется множество индексов коэффициента и коэффициентов оценки, идентифицированных по индексам коэффициента, ассоциированным заранее друг с другом, выводит коэффициент оценки, соответствующий индексу коэффициента, включенному в кодированные данные высокой частоты.
Схема 96 расчета мощности декодированной подполосы высокой частоты рассчитывает мощность декодированной подполосы высокой частоты, которая представляет собой значение оценки мощности подполосы каждой из подполос на стороне высокой частоты для каждого фрейма, на основе данных и коэффициент оценки из схемы 95 декодирования высокой частоты и мощность подполосы низкой частоты из схемы 94 расчета величины свойства. Например, выполняют ту же операцию, что и в описанном выше Уравнении (3) для расчета мощности декодированной подполосы высокой частоты. Схема 96 расчета мощности декодированной подполосы высокой частоты подает рассчитанную мощность декодированной подполосы высокой частоты в каждую из подполос в схему 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты.
Схема 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты генерирует декодированный сигнал высокой частоты на основе сигнала подполосы низкой частоты из схемы 93 разделения подполосы и декодированную мощность подполосы высокой частоты из схемы 96 расчета мощности декодированной подполосы высокой частоты, и подает сгенерированный декодированный сигнал высокой частоты в схему 98 объединения.
В частности, схема 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты рассчитывает мощность подполосы низкой частоты сигнала подполосы низкой частоты, и выполняет модуляцию амплитуды сигнала подполосы низкой частоты, в соответствии с отношением мощности декодированной подполосы высокой частоты и мощности подполосы низкой частоты. Кроме того, схема 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты генерирует декодированный сигнал подполосы высокой частоты каждой из подполос на стороне высокой частоты, выполняя модуляцию частоты амплитудно-модулированного сигнала подполосы низкой частоты. Декодированный сигнал подполосы высокой частоты, полученный таким образом, как описано выше, представляет собой значение оценки сигнала подполосы высокой частоты каждой из подполос на стороне высокой частоты входного сигнала. Схема 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты подает в схему 98 объединения декодированный сигнал высокой частоты, включающий в себя полученный декодированный сигнал подполосы высокой частоты каждой из подполос.
Схема 98 объединения объединяет декодированный сигнал низкой частоты из схемы 92 декодирования низкой частоты и декодированный сигнал высокой частоты из схемы 97 генерирования декодированного сигнала высокой частоты и выводит объединенный сигнал, как выходной сигнал. Этот выходной сигнал представляет собой сигнал, полученный путем декодирования кодированного входного сигнала, включающего в себя компонент высокой частоты и компонент низкой частоты.
Пример 1 модификации
Описание процесса кодирования
Хотя выше был описан случай, в котором получают сумму мощности подполосы высокой частоты, в качестве величины свойства, определяющего количество участков, величина свойства, обозначающего временное изменение суммы мощности подполосы высокой частоты, также может использоваться в качестве величины свойства, определяющего количество участков.
В качестве величины суммы, обозначающей временное изменение суммы мощности подполосы высокой частоты, может быть определена, например, величина свойства, обозначающего, насколько повысилась мощность подполосы высокой частоты, то есть, величина свойства, обозначающего свойство атаки, как величина свойства, определяющего количество участков.
В таком случае устройство 11 кодирования выполняет, например, процесс кодирования, представленный на фиг. 7. Процесс кодирования, выполняемый устройством 11 кодирования, будет описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг. 7.
Процессы этапов от Этапа S51 до Этапа S53 аналогичны процессам, выполняемым на Этапах S11 - S13, показанным на фиг. 5, и, следовательно, их описание здесь исключено.
На Этапе S54, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает величину свойства, определяющего количество участков, обозначающего свойство атаки на основе сигнала подполосы высокой частоты, переданного из схемы 33 разделения подполосы, и подает рассчитанную величину свойства определения количества участков в схему 37 разности мощности подполосы квазивысокой частоты.
high
Например, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает сумму мощности подполосы power (J) для сигнала подполосы высокой частоты целевого фрейма J процесса, путем расчета описанного выше Уравнения (1).
attack
Кроме того, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает следующее Уравнение (9) на основе мощности подполосы для последних (L+1) фреймов, включая в себя фрейм J, который должен быть обработан, и рассчитывает величину свойства power (J), как величину свойства, определяющего количество участков, обозначающего свойство атаки. В этом случае, например, L=16.
high
high
attack
high
В Уравнении (9), MIN  обозначает функцию для вывода минимального значения от суммы мощности подполосы power (J) до суммы мощности подполосы power (J-L). Поэтому величина свойства power (J), получаемая в результате расчета разности между суммой мощности подполосы power (J) фрейма J, предназначенного для обработки, и минимальным значением мощности подполосы последних фреймов (L+1), включающих в себя фрейм J, предназначенный для обработки.
attack
attack
Величина свойства power (J), получаемая описанным выше способом, обозначает скорость повышения суммы мощности подполосы в направлении времени, то есть скорость увеличения, и, следовательно, по мере увеличения величины свойства, power (J), увеличивается сила свойства атаки высокочастотного компонента.
attack
После того, как схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, подаст рассчитанную величину свойства power (J) в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, выполняются процессы на Этапе S55 - Этапе S67, после чего процесс кодирования заканчивается.
attack
Поскольку эти процессы аналогичны процессам, выполняемым на Этапе S15 - Этапе S27, показанным на фиг. 5, их описание исключено. На Этапе S59 модуль 51 определения определяет количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, путем сравнения представительного значения величины свойства power (J), обозначающего свойство атаки, которое рассчитывают, как величину свойства, определяющего количество участков, с пороговым значением.
В частности, например, максимальную величину величины свойства, определяющего количество участков каждого фрейма на целевом участке процесса, определяют, как представительное значение, когда представительное значение равно или больше, чем 40, количество непрерывных участков фрейма установлено равным 16, и когда представительное значение равно или больше, чем 30, и равно или меньше, чем 40, количество непрерывных участков фрейма установлено равным 8. Кроме того, когда представительное значение равно или больше, чем 20, и равно или меньше, чем 30, количество непрерывных участков фрейма установлено равным 4, когда представительное значение равно или больше, чем 10, и равно или меньше, чем 20, количество непрерывных участков фрейма установлено равным 2, и когда представительное значение меньше, чем 10, количество непрерывных участков фрейма установлено равным 1.
Например, участок, где величина свойства, определяющего количество участков, больше и свойство атаки сильно, на участке, где временное изменение суммы мощности подполосы велико. Таким образом, изменение оптимального коэффициента оценки в направлении времени велико на участке. Поэтому модуль 51 определения увеличивает количество непрерывных участков фрейма на участке, где представительное значение величины свойства, определяющего количество участков, велико, таким образом, что высокочастотный сигнал подполосы, расположенный ближе к оригинальному сигналу, может быть получен путем оценки на стороне декодирования. При такой конфигурации можно акустически улучшить артикуляцию аудиосигнала, получаемого в результате декодирования, и, следовательно, качество звука.
В отличие от этого, модуль 51 определения уменьшает объем кодирования высокочастотных кодированных данных, без ухудшения качества звука, путем уменьшения количества непрерывных участков фрейма на участке, где представительное значение мало.
Таким образом, даже в случае использования величины свойства, определяющего количество участков, обозначающего свойство атаки, акустическое качество звука для звука, получаемого в результате декодирования, может быть улучшено, и в то же время, объем кодирования строки выходного кода может быть уменьшен так, что эффективность кодирования входного сигнала могла быть улучшена.
Пример 2 модификации
Описание процесса кодирования
В качестве альтернативы, величина свойства, обозначающего способность к затуханию, также можно использовать в качестве величины свойства, определяющего количество участков, обозначающее временное изменение суммы мощности подполосы высокой частоты.
В таком случае устройство 11 кодирования выполняет, например, процесс кодирования, представленный на фиг. 8. Процесс кодирования, выполняемый устройством 11 кодирования, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, иллюстрируемую на фиг. 8. Процессы на Этапе S91 - Этапе S93 аналогичны, выполняемым на Этапе S11 - Этапе S13, представленным на фиг. 5, и, следовательно, их описание здесь исключено.
На Этапе S94, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает величину свойства, определяющего количество участков, обозначающую количество свойство затухания на основе сигнала подполосы высокой частоты, передаваемого из схемы 33 разделения подполосы, и подает рассчитанную величину свойства, определяющего количество участков, в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты.
high
Например, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает сумму мощности подполосы power (J) сигнала подполосы высокой частоты целевого фрейма J процесса, путем расчета упомянутого выше Уравнения (1).
decay
Далее, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает следующее Уравнение (10) на основе суммы мощности подполосы для последних (М+1) фреймов, включая в себя фрейм J, предназначенный для обработки, и рассчитывает величину свойства power (J), как величину свойства, определяющего количество участков, обозначающую способность к затуханию. В этом случае, например, М=16.
high
high
decay
В Уравнении (10), MAX  обозначает функцию для вывода максимальной величины среди суммы мощности подполосы power (J) в сумму мощности подполос power (J-M). Поэтому величину свойства power (J) получают путем расчета разности между максимальным значением мощности подполосы последних (М+1) фреймов, включая в себя фрейм J, предназначенный для обработки, и суммы мощностей подполос фрейма J, предназначенного для обработки.
decay
deсay
Величина свойства power (J), получаемая описанным выше способом, обозначает скорость падения суммы мощности подполосы в направлении времени, то есть, скорость уменьшения, и, следовательно, по мере увеличения величины свойства power (J), сила свойства затухания компонента высокой частоты увеличивается.
decay
После того, как схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, передаст рассчитанную величину свойства power (J) в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, выполняется обработка с Этапа S95 по Этап S107, после чего процесс кодирования заканчивается.
decay
Поскольку эти процессы аналогичны процессам, выполняемым от Этапа S15 по Этап S27, показанным на фиг. 5, ее описание исключено. На Этапе S99 модуль 51 определения определяет количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, путем сравнения представительного значения величины свойства power (J), обозначающего способность к затуханию, которое рассчитывают, как величину свойства, определяющего количество участков, с пороговым значением.
В частности, например, максимальное значение величины свойства, определяющего количество участков каждого фрейма на целевом участке процесса, определяется, как представительное значение, когда представительное значение равно или больше, чем 40, количество непрерывных участков фрейма устанавливается равным 16, и когда представительное значение равно или больше, чем 30, и равно или меньше, чем 40, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 8. Кроме того, когда представительное значение равно или больше, чем 20, и равно или меньше, чем 30, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 4, когда представительное значение равно или больше, чем 10, и равно или меньше, чем 20, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 2, и когда представительное значение меньше, чем 10, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 1.
Например, участок, где величина свойства, определяющего количество участков, величина и свойство затухания сильная, представляет собой участок, где временное изменение суммы мощности подполосы велико. Поэтому аналогично случаю, когда величина свойства, определяющего количество участков, обозначает свойство атаки, модуль 51 определения увеличивает количество непрерывных участков фрейма на участке, где представительная значение для величины свойства, определяющего количество участков, велико. Благодаря такой операции, акустическое качество звука для звука, получаемого в результате декодирования, может быть улучшено, и одновременно, объем кодирования выходной строки кода может быть уменьшен, таким образом, что эффективность кодирования входного сигнала может быть улучшена.
Пример 3 модификации
Описание процесса кодирования
В качестве альтернативы, также может использоваться величина свойства, определяющего количество участков, причем эта величина свойства обозначает профиль частоты входного сигнала.
В таком случае устройство 11 кодирования выполняет, например, процесс кодирования, представленный на фиг. 9. Процесс кодирования, выполняемый устройством 11 кодирования, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг. 9. Процессы, выполняемые с Этапа S131 по Этап S133, аналогичны выполняемым с Этапа S11 по Этап S13, показанным на фиг. 5, и, следовательно, их описание здесь исключено.
На Этапе S134 схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает величину свойства количества участков, обозначающую профиль частоты, на основе сигнала подполосы высокой частоты, подаваемого из схемы 33 разделения подполосы, и подает рассчитанную величину свойства, определяющего количество участков, в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты.
high
Например, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает сумму мощности подполосы power (J) сигнала подполосы высокой частоты целевого фрейма J процесса, путем расчета описанного выше Уравнения
tilt
Кроме того, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает величину свойства power (J), как количество участков, определяющее величину свойства, обозначающую профиль частоты, путем расчета следующего Уравнения (11).
lin
В Уравнении (11), Σpower (ib, J) обозначает сумму среднеквадратичного значения для величины выборки для каждой выборки сигнала подполосы в подполосе ib (где 0≤ib≤sb) на стороне низкой частоты.
tilt
high
tilt
Поэтому величину свойства power (J) во фрейме J, который предназначен для обработки, получают путем вычитания значения, полученного путем взятия логарифма суммы среднеквадратичного значения выборки сигнала подполосы для подполосы на стороне низкой частоты, то есть суммы мощности подполосы низкой частоты, из суммы мощности подполосы высокой частоты power (J). Таким образом, величину свойства power (J) рассчитывают путем получения разности между мощностью подполосы низкой частоты и мощностью подполосы высокой частоты.
tilt
tilt
Величина свойства power (J), полученная, как описано выше, обозначает отношение суммы мощности подполосы высокой частоты, оценка которой должна быть получена, к мощности подполосы низкой частоты во фрейме J, предназначенном для обработки. По мере того, как значение величины свойства power (J) увеличивается, во фрейме J, относительная мощность на стороне высокой частоты относительно стороны низкой частоты увеличивается.
tilt
После того, как схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, передаст рассчитанную величину свойства power (J) в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, выполняются процессы с Этапа S135 по Этап S147, на чем процесс кодирования заканчивается.
tilt
Поскольку эти процессы аналогичны процессам, выполняемым с Этапа S15 по Этап S27, показанным на фиг. 5, их описание здесь исключено. На Этапе S139 модуль 51 определения определяет количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, путем сравнения представительного значения величины свойства power (J), обозначающего профиль частоты, которую рассчитывают, как величину свойства, определяющего количество участков, с пороговым значением.
В частности, например, максимальное значение величины свойства, определяющего количество участков каждого кадра на целевом участке процесса, определяют как представительное значение, когда представительное значение равно или больше, чем 40, количество непрерывных участков фрейма устанавливается равным 16, и когда представительное значение равно или больше, чем 30, и равно или меньше чем 40, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 8. Кроме того, когда представительное значение равно или больше, чем 20, и равно или меньше, чем 30, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 4, когда представительное значение равно или больше, чем 10 и равно или меньше, чем 20, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 2, и когда представительное значение равно или меньше, чем 10, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 1.
tilt
Например, когда фрейм, предназначенный для обработки входного сигнала, представляет собой созвучную часть голоса человека или часть звучания музыкального инструмента, такого, как музыкальная тарелка, сумма мощности подполосы высокой частоты больше, чем сумма мощности подполосы низкой частоты. Таким образом, повышается значение величины свойства power (J), как величины свойства, определяющего количество участков.
Во фрейме входного сигнала такого типа деградация качества звука, из-за кодирования высокой частоты, становится относительно заметной. Поэтому когда представительное значение величины свойства, определяющего количество участков, велико, модуль 51 определения увеличивает количество непрерывных участков фрейма, таким образом, что может быть получен сигнал подполосы высокой частоты ближе к оригинальному сигналу на основе оценки на стороне декодирования. При такой конфигурации может быть улучшена артикуляция аудиосигнала, получаемого в результате декодирования, и, следовательно, качество звука может быть акустически улучшено.
В отличие от этого, модуль 51 определения уменьшает объем кодирования кодированных данных высокой частоты, без ухудшения качества звука, в результате уменьшения количества непрерывных участков фрейма на участке, где представительное значение мало.
Таким образом, даже в случае использования величины свойства, определяющего количество участков, обозначающего профиль частоты, качество акустического звука для звука, получаемого в результате декодирования, может быть улучшено, и одновременно, объем кодирования строки выходного кода может быть уменьшен так, что эффективность кодирования входного сигнала может быть улучшена.
Пример 4 модификации
Описание процесса кодирования
В качестве альтернативы, линейная сумма любой одной из множества величин свойства, включающей в себя сумму мощности подполосы, величина свойства обозначающая свойство атаки или свойство затухания, величина свойства, обозначающая профиль частоты, описанная выше, также могут использоваться как величина свойства, определяющего количество участков.
В таком случае устройство 11 кодирования выполняет, например, процесс кодирования, представленный на фиг. 10. Процесс кодирования, выполняемый устройством 11 кодирования, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 10. Процессы, выполняемые с Этапа S171 по Этап S173, аналогичны процессам с Этапа S11 по Этап S13, показанным на фиг. 5, и, следовательно, их описание здесь исключено.
На Этапе S174 схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает множество величин свойства на основе сигнала подполосы низкой частоты и сигнала подполосы высокой частоты, подаваемых из схемы 33 разделения подполосы, и рассчитывает величину свойства, определяющего количество участков, путем получения линейной суммы величины свойства.
high
attack
decay
tilt
Например, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает сумму мощности подполосы power (J), величину свойства power (J), величину свойства power (J) и величину свойства power (J), путем расчета Уравнения (1), Уравнения (9), Уравнения (10) и Уравнения (11), описанных выше.
high
attack
Кроме того, схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, рассчитывает величину свойства (J) путем получения линейной суммы для суммы мощности подполосы power (J) и величины свойств, таких как величина свойства power (J), путем расчета следующего Уравнения (12).
high
attack
decay
tilt
high
attack
decay
tilt
high
attack
decay
tilt
В Уравнении (12), W, W, W и W представляют собой веса, которые должны быть умножены на сумму мощности подполосы power (J), величину свойства power (J), величину свойства power (J) и величину свойства power (J), соответственно, которые составляют, например, W=1, W=3, W=3 и W=3.
Значение величины свойства feature (J), полученного так, как описано выше, увеличивается, по мере того, как увеличивается сумма мощности подполосы высокой частоты, по мере того, как увеличивается временное изменение мощности подполосы, или по мере того, как увеличивается мощность подполосы высокой частоты относительно мощности подполосы низкой частоты. В качестве альтернативы, может быть рассчитана нелинейная сумма множества величин свойства, как величина свойства, определяющего количество участков.
После того, как схема 36 расчета величины свойства, определяющего количество участков, передаст величину свойства feature (J), рассчитанную, как количество участков, определяющее величину свойства, в схему 37 расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, выполняются процессы с Этапа S175 по Этап S187, после которых процесс кодирования заканчивается.
Поскольку эти процессы аналогичны процессам с Этапа S15 по Этап S27, показанным на фиг. 5, их описание здесь исключено. На Этапе S179 модуль 51 определения определяет количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, путем сравнения представительного значения величины свойства feature (J) с пороговым значением.
В частности, например, когда максимальное значение величины свойства для определения величины свойства на целевом участке процесса определяют, как представительное значение, и это представительное значение равно или больше, чем 460, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 16, и когда представительное значение равно или больше, чем 350, и равно или меньше, чем 460, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 8. Дополнительно, когда представительное значение равно или больше, чем 240, и равно или меньше, чем 350, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 4, когда представительное значение равно или больше, чем 130, и равно или меньше, чем 240, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 2, и когда представительное значение равно или меньше, чем 130, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 1.
Даже в случае использования величины свойства feature (J), в качестве величины свойства, определяющего количество участков, акустическое качество звука для аудиоданных, получаемых в результате декодирования, может быть улучшено, и одновременно, объем кодирования выходной строки кода может быть уменьшен в результате увеличения количества непрерывных участков фрейма, по мере того, как, участок включает в себя большую величину свойств, определяющую количество участков. Это обеспечивает возможность улучшения эффективности кодирования входного сигнала.
Второй вариант осуществления
Описание процесса кодирования
В то время, как выше было описано, что целевой участок процесса разделяют на множество непрерывных участков фрейма с одинаковой длиной участка, непрерывные фреймы, составляющие целевой участок процесса, могут быть выполнены так, что они будут иметь разные длины друг с другом. При соответствующей установке длин непрерывных участков фрейма разными друг от друга, можно более правильно выбрать индекс коэффициента каждого фрейма и, следовательно, можно дополнительно улучшить качество звука для аудиоданных, получаемых в результате декодирования.
При установке длин непрерывных участков фрейма, отличающихся друг от друга, устройство 11 кодирования выполняет процесс кодирования, показанный на фиг. 11. Процесс кодирования, выполняемый устройством 11 кодирования, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 11. Процессы с Этапа S211 по Этап S219 аналогичны процессам с Этапа S11 по Этап S19, показанным на фиг. 5, и, следовательно, их описание здесь исключено.
На Этапе S220 модуль 52 расчета суммы величины оценки рассчитывает сумму величины оценки фреймов, составляющих непрерывный участок фрейма для каждого индекса коэффициента, используя значение оценки, рассчитанное для каждого индекса коэффициента (набор коэффициентов оценки) для каждого из фреймов.
Например, если предположить, что количество непрерывных участков фрейма, определенное на Этапе S219, равно ndiv, модуль 52 расчета суммы значения оценки разделяет целевой участок процесса на ndiv непрерывных участков фреймов с произвольной длиной. В этом случае длины непрерывных участков фрейма могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга.
В частности, когда количество непрерывных участков фрейма ndiv равно 3, например, целевой участок процесса, показанный на фиг. 2, делят на три участка, включающие в себя участок от положения FST1 до положения FC1, участок от положения FC1 до положения FC2, и участок от положения FC2 до положения FSE1. Каждый из этих трех участков затем определяют, как непрерывный участок фрейма.
sum
Когда целевой участок процесса разделяют на непрерывные участки фрейма, модуль 52 расчета суммы величины оценки рассчитывает сумму величины оценки Res (id, igp) для фрейма, составляющего непрерывный участок фрейма, для каждого индекса коэффициента, путем выполнения расчета описанного выше Уравнения (8).
Например, для участка от положения FST1 до положения FC1, показанного на фиг. 2, сумму величины оценки фреймов, составляющих участок, рассчитывают для каждого индекса коэффициента. Аналогично, для участка от положения FC1 до положения FC2 и участка от положения FC2 до положения FSE1 сумму величины оценки рассчитывают для каждого индекса коэффициента.
sum
В помощью такой операции получают сумму величины оценки Res (id, igp) непрерывного участка фрейма для каждого индекса коэффициента, для каждого из непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса.
Модуль 52 расчета суммы величины оценки рассчитывает сумму величины оценки каждого из непрерывных участков фрейма на целевом участке процесса для каждого индекса коэффициента, для каждой комбинации разделений, которые могут быть приняты при разделении целевого участка процесса на ndiv непрерывных участков фрейма. Например, в примере, показанном на фиг. 2, представлена комбинация разделений в случае, когда целевой участок процесса разделяют на три непрерывных участка фрейма.
На Этапе S221 модуль 53 выбора выбирает индекс коэффициента каждого из фреймов на основе суммы величины оценки непрерывного участка фрейма каждого индекса коэффициента, полученного для каждой комбинации разделений целевого участка процесса.
В частности, модуль 53 выбора выбирает индекс коэффициента для каждого из непрерывных участков фрейма комбинации для каждой комбинации разделений целевого участка процесса. Таким образом, модуль 53 выбора выбирает индекс коэффициента, при использовании которого сумма значения оценки, получаемая для непрерывного участка фрейма, будет минимальной среди множества индексов коэффициента, в качестве индекса коэффициента непрерывного участка фрейма.
Кроме того, модуль 53 выбора получает сумму для суммы величины оценки индекса коэффициента, выбранного в каждом из непрерывных участков фрейма, для объединения разделений целевого участка процесса.
Например, в примере, показанном на фиг. 2, предполагается, что индексы "2", "5" и "1" коэффициента выбирают, соответственно, для участка от положения FST1 до положения FC1, участка от положения FC1 до положения FC2 и участка от положения FC2 до положения FSE1.
В этом случае, получают сумму величины оценки суммы индекса "2" коэффициента для участка от положения FST1 до положения FC1, сумму величины оценки индекса "5" коэффициента для участка от положения FC1 до положения FC2, и сумму величины оценки индекса " 1" коэффициента для участка от положения FC2 до положения FSE1.
Сумму величины оценки, полученную описанным выше способом, можно рассматривать, как сумму величины оценки индекса коэффициента каждого из фреймов, когда индекс коэффициента выбирают для каждого из фреймов для заданной комбинации разделений целевого участка процесса. Поэтому комбинация разделений, с помощью которых сумма значения оценки будет минимизирована, становится комбинацией, с помощью которой выбирают самый оптимальный индекс коэффициента для каждого из фреймов, учитывая весь целевой участок процесса.
Когда сумма для суммы значения оценки будет получена для каждой комбинации разделений целевого участка процесса, модуль 53 выбора идентифицирует комбинацию, в соответствии с которой минимизируется сумма для суммы значения оценки. Модуль 53 выбора затем устанавливает каждый непрерывный участок фрейма идентифицированной комбинации, как конечный непрерывный участок фрейма, и выбирает индекс коэффициента, выбранный на непрерывном участке фрейма, как конечный индекс коэффициента каждого фрейма, составляющего непрерывный участок фрейма.
После того, как индекс коэффициента для фрейма, составляющего непрерывный участок фрейма, будет выбран для каждого из непрерывных участков фрейма так, как описано выше, выполняются процессы с Этапа S222 по Этап S227, на котором процесс кодирования заканчивается. Эти процессы аналогичны процессам, выполняемым с Этапа S22 по Этап S27, показанным на фиг. 5, и, следовательно, их описание здесь исключено.
Таким образом, устройство 11 кодирования рассчитывает величину свойства, определяющего количество участков, определяет количество непрерывных участков фрейма по величине свойства, определяющего количество участков, рассчитывает сумму для суммы оценки величины оценки непрерывного участка фрейма для каждой комбинации непрерывных участков фрейма, и выбирает индекс коэффициента каждого фрейма из суммы для суммы величины оценки.
В результате расчета суммы для суммы величины оценки непрерывного участка фрейма для каждой комбинации непрерывных участков фрейма и определения оптимальной комбинации непрерывных участков фрейма и индекса коэффициента каждого из непрерывных участков фрейма, может быть получена оценка компонента высокой частоты с большой точностью во время декодирования. В результате, акустическое качество звука для аудиоданных, полученных в результате декодирования, может быть улучшено, и, одновременно, объем кодирования выходной кодовой строки может быть уменьшен, и, следовательно, эффективность кодирования входного сигнала может быть улучшена.
high
attack
decay
tilt
Хотя случай, в котором рассчитывают сумму мощности подполосы power (J), как величину свойства определения количества участков, был описан на Этапе S214, показанном на фиг. 11, другая величина свойства может быть рассчитана, как величина свойства, определяющего количество участков. Например, величина свойства power (J), величина свойства power (J), величина свойства power (J), величина свойства feature (J) и т.п., могут быть получены, как величина свойство для определения количества участков.
Третий вариант осуществления
Пример структуры устройства кодирования
Когда настоящую технологию применяют для случая, в котором низкочастотный компонент кодируют, учитывая объем кодирования для кодированных данных высокой частоты входного сигнала, кодирование может быть выполнено более просто, в соответствии с целесообразностью. Учитывая объем кодирования для кодированных данных высокой частоты во время кодирования низкочастотного компонента, устройство кодирования может быть выполнено, например, как показано на фиг. 12.
Устройство 131 кодирования, показанное на фиг. 12, кодирует входной сигнал, который представляет собой аудиосигнал, в единицах целевого участка процесса, включающих в себя множество фреймов, например, 16 фреймов, и выводит строку выходного кода, полученную в результате кодирования. Случай, когда устройство 131 кодирования генерирует кодированные данные высокой частоты с помощью системы переменной длины, описан ниже, как пример. Однако, в устройстве 131 кодирования, переключение между системой с переменной длиной и системой с фиксированной длиной не выполняется, и, следовательно, флаг системы не включен в кодированные данные высокой частоты.
Устройство 131 кодирования включает в себя схему 141 разделения подполосы, схему 142 расчета величины кодирования высокой частоты, низкочастотный фильтр 143, схему 144 кодирования низкой частоты, схему 145 декодирования низкой частоты, схему 146 разделения подполосы, схему 147 задержки, схему 148 задержки, схему 149 задержки, схему 150 кодирования высокой частоты, схему 151 регулирования объема кодирования, схему 152 временного накопления объема кодирования, схему 153 задержки и схему 154 мультиплексирования.
Схема 141 разделения подполосы разделяет входной сигнал на множество сигналов подполос, подает полученный в результате сигнал подполосы низкой частоты в схему 142 расчета объема кодирования высокой частоты, и подает сигнал подполосы высокой частоты в схему 142 расчета объема кодирования высокой частоты и в схему 149 задержки.
Схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты рассчитывает объем кодирования кодированных данных высокой частоты, полученных в результате кодирования компонента высокой частоты входного сигнала (ниже "объем кодирования высокой частоты") на основе сигнала подполосы низкой частоты и сигнала подполосы высокой частоты, подаваемых из схемы 141 разделения подполосы.
Схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты включает в себя модуль 161 расчета величины свойства, который рассчитывает величину свойства, определяющую количество участков на основе, по меньшей мере, одного сигнала подполосы низкой частоты или сигнала подполосы высокой частоты. Кроме того, схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты определяет количество непрерывных участков фрейма на основе величины свойства определения количества участков, и рассчитывает объем кодирования высокой частоты по количеству непрерывных участков фрейма.
Схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты подает количество непрерывных участков фрейма в схему 148 задержки, и подает объем кодирования высокой частоты в схему 144 кодирования низкой частоты и в схему 148 задержки.
Фильтр 143 низкой частоты фильтрует поданный входной сигнал, и подает низкочастотный сигнал, полученный в результате фильтрации, который представляет собой низкочастотный компонент входного сигнала, в схему 144 кодирования низкой частоты.
Схема 144 кодирования низкой частоты кодирует сигнал низкой частоты из фильтра 143 низкой частоты таким образом, что объем кодирования кодированных данных низкой частоты, полученных в результате кодирования сигнала низкой частоты, будет равен или меньше, чем объем кодирования, получаемый в результате вычитания объема кодирования высокой частоты, подаваемого из схемы 142 расчета объема кодирования высокой частоты из объема кодирования, который можно использовать для целевого участка процесса входного сигнала. Схема 144 кодирования низкой частоты подает кодированные данные низкой частоты, полученные путем кодирования сигнала низкой частоты, в схему 145 декодирования низкой частоты и в схему 153 задержки.
Схема 145 декодирования низкой частоты декодирует кодированные данные низкой частоты, подаваемые из схемы 144 кодирования низкой частоты, и подает декодированный сигнал низкой частоты, полученный в результате декодирования, в схему 146 разделения подполосы. Схема 146 разделения подполосы делит декодированный сигнал низкой частоты, подаваемый из схемы 145 декодирования низкой частоты, на сигналы подполосы множества подполос на стороне низкой частоты (ниже, "декодированные сигналы подполосы низкой частоты"), и подает декодированные сигналы подполосы низкой частоты в схему 147 задержки. Полосы частот для подполос декодированных сигналов подполосы низкой частоты, соответственно, являются такими же, как и у подполос сигналов подполосы низкой частоты.
Схема 147 задержки выполняет задержку декодированного сигнала подполосы низкой частоты из схемы 146 разделения подполосы, и подает этот задержанный декодированный сигнал подполосы низкой частоты в схему 150 кодирования высокой частоты. Схема 148 задержки выполняет задержку объема кодирования высокой частоты из схемы 142 расчета объема кодирования высокой частоты и количества непрерывных участков фрейма на определенный период, и подает задержанные сигналы в схему 150 кодирования высокой частоты. Схема 149 задержки выполняет задержку сигнала подполосы высокой частоты из схемы 141 разделения подполосы, и подает задержанный сигнал подполосы высокой частоты в схему 150 кодирования высокой частоты.
Схема 150 кодирования высокой частоты кодирует информацию, для получения мощности сигнала подполосы высокой частоты из схемы 149 задержки путем оценки на основе величины свойства, полученной из декодированного сигнала подполосы низкой частоты из схемы 147 задержки, и количество непрерывных участков фрейма из схемы 148 задержки, таким образом, что объем кодирования равен или меньше, чем объем кодирования высокой частоты, из схемы 148 задержки.
Схема 150 кодирования высокой частоты включает в себя модуль 162 расчета и модуль 163 выбора. Модуль 162 расчета рассчитывает значение оценки каждой из подполос на стороне высокой частоты для каждого индекса коэффициента, обозначающего коэффициент оценки, и модуль 163 выбора выбирает индекс коэффициента каждого фрейма на основе значения оценки, рассчитанного модулем 162 расчета.
Кроме того, схема 150 кодирования высокой частоты передает кодированные данные высокой частоты, полученные по данным кодирования, включающим в себя индекс коэффициента, в схему 154 мультиплексирования, и подает объем кодирования высокой частоты для кодированных данных высокой частоты в схему 151 регулирования величины кодирования.
Когда фактический объем кодирования высокой частоты, получаемый схемой 150 кодирования высокой частоты, меньше, чем объем кодирования высокой частоты для схемы 142 расчета объема кодирования высокой частоты, получаемой из схемы 148 задержки, схема 151 регулирования объема кодирования подает избыточный объем кодирования в схему 152 временного накопления объема кодирования. Схема 152 временного накопления объема кодирования накапливает избыточный объем кодирования. Такой избыточный объем кодирования соответствующим образом подают для следующих и последующих целевых участков процесса.
Схема 153 задержки выполняет задержку кодированных данных низкой частоты, полученных из схемы 144 кодирования низкой частоты, на заданный период, и подает задержанный сигнал в схему 154 мультиплексирования. Схема 154 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкой частоты из схемы 153 задержки и кодированные данные высокой частоты из схемы 150 кодирования высокой частоты, и выводит выходную строку кода, полученную в результате мультиплексирования.
Описание процесса кодирования
Ниже будет описана операция устройства 131 кодирования. Когда входной сигнал подают в устройство 131 кодирования и передают инструкцию на кодирование входного сигнала, устройство 131 кодирования выполняет процесс кодирования для кодирования входного сигнала.
Процесс кодирования, выполняемый устройством 131 кодирования, будет описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 13. Такой процесс кодирования выполняется в единицах целевого участка процесса входного сигнала (например, 16 фреймов).
На Этапе S251 схема 141 разделения подполосы равномерно разделяет подаваемый входной сигнал на множество сигналов подполос, имеющих заданную полосу пропускания. Сигналы подполос в определенном диапазоне на стороне низкой частоты, среди полученных сигналов подполос, определяют, как сигналы подполосы низкой частоты, и сигналы подполосы в определенном диапазоне на стороне высокой частоты определяют, как сигналы подполосы высокой частоты.
Схема 141 разделения подполосы подает сигналы подполосы низкой частоты, полученные в результате разделения подполосы, в схему 142 расчета объема кодирования высокой частоты, и подает сигнал подполосы высокой частоты в схему 142 расчета объема кодирования высокой частоты и в схему 149 задержки.
Например, диапазон подполосы для сигнала подполосы высокой частоты устанавливают на стороне устройства 131 кодирования, в зависимости от свойства, скорости передачи битов и т.п.  входного сигнала. Кроме того, диапазон подполосы для сигнала подполосы низкой частоты устанавливают, как полосу частот, включающую в себя заданное количество подполос, в котором подполоса на стороне низкой частоты, следующая после самой низкочастотной подполосы для сигнала подполосы высокой частоты, установлена, как подполоса самой высокой частоты сигнала подполосы низкой частоты.
Диапазоны подполос сигнала подполосы низкой частоты и сигнала подполосы высокой частоты рассматриваются, как одинаковые, между устройством 131 кодирования и стороной устройства декодирования.
На Этапе S252 модуль 161 расчета величины свойства схемы 142 расчета объема кодирования высокой частоты рассчитывает величину свойства, определяющую количество участков на основе, по меньшей мере, одного из сигнала подполосы низкой частоты или сигнала подполосы высокой частоты, подаваемых из схемы 141 разделения подполосы.
attack
Например, модуль 161 расчета величины свойства рассчитывает величину свойства power (J), обозначающую свойство атаки области высокой частоты, как величину свойства, определяющего количество участков, путем расчета описанного выше Уравнения (9). Величину свойства, определяющего количество участков, рассчитывают для каждого фрейма, составляющего целевой участок процесса.
high
decay
tilt
Кроме того, в качестве величины свойства, определяющего количество участков, также могут быть рассчитаны сумма мощности подполосы power (J), величина свойства power (J), величина свойства power (J), также может быть рассчитана величина свойства feature (J), нелинейная сумма множества величин свойства и т.п.
На Этапе S253 схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты определяет количество непрерывных участков фрейма на основе величины свойства, определяющего количество участков каждого фрейма целевого участка процесса.
Например, схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты устанавливает максимальное значение величины свойства, определяющего количество участков каждого фрейма целевого участка процесса, в качестве представительного значения величины свойства, определяющего количество участков, и определяет количество непрерывных участков фрейма, путем сравнения этого представительного значения с заданным пороговым значением.
В частности, например, когда представительное значение равно или больше, чем 40, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 16, и когда представительное значение равно или больше, чем 30, и равно или меньше, чем 40, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 8. Далее, когда представительное значение равно или больше, чем 20, и равно или меньше, чем 30, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 4, когда представительное значение равно или больше, чем 10, и равно или меньше, чем 20, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 2, и когда представительное значение меньше, чем 10, количество непрерывных участков фрейма устанавливают равным 1.
На Этапе S254 схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты рассчитывает объем кодирования кодированных данных высокой частоты на основе определенного количества непрерывных участков фрейма.
В устройстве 131 кодирования, по мере того, как кодированные данные высокой частоты генерируют в системе переменной длины, кодированные данные высокой частоты включают в себя информацию о количестве, информацию участка и индекс коэффициента.
Когда количество непрерывных участков фрейма, составляющих целевой участок процесса, определяют в заданное время, когда количество непрерывных участков фрейма составляет nDiv, кодированные данные высокой частоты включает в себя одну часть информации о количестве, часть (nDiv-1) информации участка и индексы коэффициента nDiv.
Информацию участка устанавливают равной (nDiv-1), поскольку длину целевого участка фрейма определяют заранее, и если длина непрерывных участков фрейма (nDiv-1) известна, длина остального участка одного непрерывного участка фрейма может быть идентифицирована.
Поэтому объем кодирования кодированных данных высокой частоты может быть получен из (количества битов для описания информации количества)+(nDiv-1) х (количество битов для описания одной части информации участка)+(nDiv) х (количество битов для описания одного индекса коэффициента).
Таким образом, в устройстве 131 кодирования, может быть получена величина кодирования высокой частоты для кодированных данных высокой частоты при меньшем объеме операций, даже без фактического кодирования компонента высокой частоты входного сигнала, при этом кодирование компонента низкой частоты может начинаться удобным образом.
Таким образом, в прошлом процессе, при определении объема кодирования, необходимого для кодированных данных высокой частоты, необходимая величина кодирования не могла быть получена пока мощность подполосы низкой частоты и мощность подполосы высокой частоты входного сигнала не будут рассчитаны, и индекс коэффициента не будет выбран для каждого фрейма. В отличие от этого, устройство 131 кодирования рассчитывает только количество участков, определяющих величину свойства, и, следовательно, величина кодирования высокой частоты может быть определена при меньшем объеме операций целесообразным образом.
Хотя здесь был описан случай, где кодированные данные высокой частоты генерируют, используя систему переменной длины на Этапе S254, например, даже в случае, когда кодированные данные высокой частоты генерируют, используя систему фиксированной длины, объем кодирования высокой частоты может быть рассчитан на основе количества непрерывных участков фрейма.
Когда кодированные данные высокой частоты генерируют с помощью системы фиксированной длины, кодированные данные высокой частоты включают в себя индекс фиксированной длины, флаг переключения и индекс коэффициента.
В этом случае, как можно видеть на фиг. 3, кодированные данные высокой частоты включают в себя один индекс фиксированной длины, флаги переключения (nDiv-1) и индексы коэффициента nDiv. Поэтому объем кодирования кодированных данных высокой частоты может быть получен из (количества битов для описания индекса фиксированной длины)+(nDiv-1) х (количество битов для описания одного флага переключения)+(nDiv) х (количество битов для описания одного индекса коэффициента).
Когда рассчитывают объем кодирования высокой частоты, схема 142 расчета объема кодирования высокой частоты подает рассчитанный объем кодирования высокой частоты в схему 144 кодирования низкой частоты и в схему 148 задержки, и подает количество непрерывных участков фрейма в схему 148 задержки.
На Этапе S255, фильтр 143 низкой частоты фильтрует подаваемый входной сигнал через фильтр низкой частоты, и подает полученный сигнал низкой частоты, полученный, как результат фильтрации, в схему 144 кодирования низкой частоты. Хотя частота отсечки фильтра низкой частоты, используемого в процессе фильтрации, может быть установлена, как произвольная частота, в настоящем варианте осуществления, частоту среза устанавливают так, чтобы она соответствовала наибольшей частоте упомянутого выше сигнала подполосы низкой частоты.
На Этапе S256 схема 144 кодирования низкой частоты кодирует сигнал низкой частоты из фильтра 143 низкой частоты таким образом, что объем кодирования кодированных данных низкой частоты равно или меньше, чем объем кодирования низкой частоты, и подает кодированные данные низкой частоты, полученные в результате кодирования, в схему 145 декодирования низкой частоты и в схему 153 задержки.
Упомянутый здесь объем кодирования низкой частоты представляет собой объем кодирования, как цель кодированных данных низкой частоты. Схема 144 кодирования низкой частоты рассчитывает объем кодирования низкой частоты путем вычитания объема кодирования высокой частоты, подаваемого из схемы 142 расчета объема кодирования высокой частоты, из объема кодирования, который может использоваться для всего целевого участка процесса, который определяют заранее, и добавления избыточного объема кодирования, накопленного в схеме 152 временного накопления объема кодирования, к результату вычитания.
Когда объем кодирования кодированных данных низкой частоты, получаемый в результате фактического кодирования сигнала низкой частоты меньше, чем величина кодирования низкой частоты, схема 144 кодирования низкой частоты подает фактический объем кодирования кодированных данных низкой частоты и объем кодирования низкой частоты в схему 151 регулирования объема кодирования.
Схема 151 регулирования объема кодирования подает объем кодирования, полученный в результате вычитания фактического объема кодирования кодированных данных низкой частоты из объема кодирования низкой частоты, подаваемого из схемы 144 кодирования низкой частоты, в схему 152 временного накопления объема кодирования для добавления величины кодирования к объему избыточного кодирования. При такой операции величина избыточного кодирования, записанная в схеме 152 временного накопления величины кодирования, будет обновляться.
С другой стороны, когда фактическая величина кодирования для кодированных данных низкой частоты соответствует объему кодирования низкой частоты, схема 151 регулирования объема кодирования обеспечивает выполнение с помощью схемы 152 временного накопления кодирования обновления объема избыточного кодирования, используя нулевое приращение избыточного объема кодирования.
На Этапе S257 схема 145 декодирования низкой частоты декодирует кодированные данные низкой частоты, подаваемые из схемы 144 кодирования низкой частоты, и передает декодированный сигнал низкой частоты, полученный в результате декодирования, в схему 146 разделения подполосы. В устройстве 131 кодирования, различные способы могут быть приняты, как способ кодирования для кодирования и декодирования сигнала низкой частоты, и, например, ACELP (линейное прогнозирование, возбуждаемое кодом), ААС (усовершенствованное кодирование аудиоданных) и т.п. .
На Этапе S258 схема 146 разделения подполосы разделяет декодированный сигнал низкой частоты, подаваемый из схемы 145 декодирования низкой частоты, на декодированные сигналы подполосы низкой частоты, состоящие из множества подполос, и подает декодированные сигналы подполосы низкой частоты в схему 147 задержки. Самые низкие и самые высокие частоты каждой из подполос при разделении подполос рассматривают, как такие же, как и при разделении на подполосы, выполняемые схемой 141 разделения подполос на Этапе S251. Таким образом, полоса частот каждой из подполос декодированного сигнала подполосы низкой частоты считается такой же, как и у каждой из подполос сигнала подполосы низкой частоты.
На Этапе S259, схема 147 задержки выполняет задержку декодированного сигнала подполосы низкой частоты, подаваемого из схемы 146 разделения на подполосы, по определенной временной выборке, и подает задержанный сигнал в схему 150 кодирования высокой частоты. Схема 148 задержки и схема 149 задержки задерживают количество непрерывных участков фрейма, объем кодирования высокой частоты и сигнал подполосы высокой частоты и подают задержанные сигналы в схему 150 кодирования высокой частоты.
Величина задержки схемы 147 задержки или схема 148 задержки должна быть синхронизована с сигналом подполосы высокой частоты, величиной кодирования высокой частоты и декодированным сигналом подполосы низкой частоты, и должна быть установлена, как соответствующее значение, используя способ кодирования низкой частоты или высокой частоты. В зависимости от конфигурации способа кодирования, величина задержки каждой схемы задержки может быть установлена в ноль. Функция схемы 153 задержки аналогична функции схемы 147 задержки, и, следовательно, ее описание здесь исключено.
На Этапе S260 схема 150 кодирования высокой частоты кодирует компонент высокой частоты входного сигнала таким образом, что объем кодирования будет равен или меньше, чем объем кодирования высокой частоты из схемы 148 задержки, на основе декодируемого сигнала подполосы низкой частоты из схемы 147 задержки, количества непрерывных участков фрейма из схемы 148 задержки и сигнала подполосы высокой частоты из схемы 149 задержки.
Например, модуль 162 расчета рассчитывает мощность подполосы низкой частоты power (ib, J) каждой из подполос низкой частоты путем выполнения аналогичной операции по описанному выше Уравнению (2) на основе декодированного сигнала подполосы низкой частоты, и рассчитывает мощность подполосы высокой частоты каждой из подполос высокой частоты по сигналу подполосы высокой частоты, выполняя аналогичную операцию. Кроме того, модуль 162 расчета рассчитывает мощность подполосы квазивысокой частоты каждой из подполос высокой частоты, путем выполнения операции с Уравнением (3) на основе мощности подполосы низкой частоты и набора коэффициентов оценки, записанных заранее.
Модуль 162 расчета рассчитывает значение оценки Res (id, J) каждого фрейма, путем выполнения операции в соответствии с упомянутым выше Уравнением (4) - Уравнением (7) на основе мощности подполосы высокой частоты и мощности подполосы квазивысокой частоты. Расчет значения оценки Res (id, J) выполняют для каждого индекса коэффициента, обозначающего набор коэффициентов оценки, используемых при расчете мощности подполосы низкой частоты.
sum
Кроме того, модуль 162 расчета равномерно разделяет целевые участки процесса на множество участков, обозначенных количеством непрерывных участков фрейма, и определяет каждый из разделенных участков, как непрерывный участок фрейма. Модуль 162 расчета рассчитывает сумму значения оценки Res (id, igp) для каждого индекса коэффициента, путем расчета описанного выше Уравнения (8), путем использования значения оценки, рассчитанного для каждого индекса коэффициента, для каждого из фреймов.
sum
Кроме того, модуль 163 выбора выбирает индекс коэффициента каждого из фреймов, путем выполнения процесса, аналогичного, выполняемому на Этапе S21, показанному на фиг. 5, на основе суммы значения оценки, полученной для каждого индекса коэффициента, для каждого из непрерывных участков фрейма. Таким образом, индекс коэффициента, с помощью которого получают сумму значения оценки Res (Id, igp), получаемую для непрерывного набора фреймов, минимизируют, выбирают, как индекс коэффициента каждого из фреймов, составляющих непрерывный участок фрейма.
Тот же индекс коэффициента может быть выбран на непрерывных участках фрейма, расположенных рядом друг с другом, и, в таком случае, непрерывные участки фрейма, для которых выбирают одинаковый индекс коэффициента, и которые расположены непрерывно, в конечном итоге рассматриваются, как непрерывный участок фрейма.
Когда выбирают индекс коэффициента каждого фрейма, схема 150 кодирования высокой частоты кодирует данные, включающие в себя информацию участка, информацию о количестве и индекс коэффициента путем выполнения процессов, аналогичных описанным с Этапа S25 по Этап S26, показанным на фиг. 5, для генерирования кодированных данных высокой частоты.
Объем кодирования кодированных данных высокой частоты, полученных так, как описано выше, всегда равен или меньше объему кодирования высокой частоты. Например, когда один и тот же индекс коэффициента выбирают для непрерывных участков фрейма, которые расположены непрерывно, конечное количество непрерывных участков фрейма будет меньше, чем количество непрерывных участков фрейма, полученных с помощью схемы 142 расчета объема кодирования высокой частоты. В этом случае, не только количество индексов коэффициента, включенных в кодированные данные высокой частоты, будет меньше, чем количество непрерывных участков фрейма, полученных схемой 142 расчета объема кодирования высокой частоты, но также уменьшается и количество частей информации участка.
Поэтому в этом случае, фактический объем кодирования кодированных данных высокой частоты будет меньше, чем объем кодирования высокой частоты, полученный схемой 142 расчета объема кодирования высокой частоты.
С другой стороны, когда один и тот же индекс коэффициента не будет выбран для непрерывных участков фрейма, которые расположены непрерывно, количество непрерывных участков фрейма соответствует количеству непрерывных участков фрейма, полученных схемой 142 расчета объема кодирования высокой частоты, и, следовательно, фактический объем кодирования кодированных данных высокой частоты также соответствует данным кодирования высокой частоты.
Хотя случай, когда целевой участок процесса равномерно разделен на непрерывные участки фрейма, описан на Этапе S260, целевой участок процесса также может быть разделен на множество непрерывных участков фрейма произвольной длины.
В таком случае, на Этапе S260, после расчета значения оценки Res (id, J) каждого фрейма, выполняется обработка, аналогичная показанной с Этапа S220 по Этап S221, представленным на фиг. 11, таким образом, что выбирают индекс коэффициента каждого фрейма. После этого, данные, включающие в себя выбранный индекс коэффициента, индекс фиксированной длины и флаг переключения, кодируют, для генерирования кодированных данных высокой частоты.
На Этапе S261 схема 150 кодирования высокой частоты определяет, является или нет объем кодирования для кодированных данных высокой частоты, полученных в результате кодирования, меньшим, чем объем кодирования высокой частоты, рассчитанный на Этапе S254.
На Этапе S261, когда определяют, что объем кодирования кодированных данных высокой частоты не меньше, чем объем кодирования высокой частоты, то есть, когда объем кодирования кодированных данных высокой частоты соответствует объему кодирования высокой частоты, не генерируют ни положительное, ни отрицательное изменение знака, и, следовательно, процесс переходит на Этап S265. В этом случае, схема 150 кодирования высокой частоты подает кодированные данные высокой частоты, полученные в результате кодирования высокой частоты, в схему 154 мультиплексирования.
С другой стороны, на Этапе S261, когда определяют, что объем кодирования кодированных данных высокой частоты меньше, чем объем кодирования высокой частоты, на Этапе S262, схема 151 регулирования объема кодирования накапливает разность между объемом кодирования кодированных данных высокой частоты и объемом кодирования высокой частоты в схеме 152 временного накопления объема кодирования. Таким образом, объем кодирования разности между объемом кодирования кодированных данных высокой частоты и объем кодирования высокой частоты суммируют с объемом избыточного кодирования, накопленным в схеме 152 временного накопления объема кодирования, таким образом, что обновляется объем избыточного кодирования. Схема 152 временного накопления объема кодирования, описанная выше, также используется в ААС под названием преобразователь битов для выполнения регулировки объема кодирования между фреймами, предназначенными для обработки.
На Этапе S263 схема 151 регулирования объема кодирования определяет, достиг или нет объем избыточного кодирования, накопленный в схеме 152 временного накопления объема кодирования, заданного верхнего предела.
Например, в схеме 152 временного накопления объема кодирования заранее определяется верхний предел объема кодирования, который может быть принят, как избыточный объем кодирования (далее "верхний предельный объем кодирования"). Когда объем избыточного кодирования достигает верхнего предельного объема кодирования во время накопления разности между объемом кодирования кодированных данных высокой частоты и объемом кодирования высокой частоты в схеме 152 временного накопления объема кодирования, которое начинается на Этапе S262, схема 151 регулирования объема кодирования определяет, что объем избыточного кодирования достиг верхнего предела на Этапе S263.
На Этапе S263, когда определяют, что объем избыточного кодирования не достиг верхнего предела, всю разность между объемом кодирования кодированных данных высокой частоты и объемом кодирования высокой частоты суммируют с объемом избыточного кодирования таким образом, что объем избыточного кодирования обновляется. После этого, схема 150 кодирования высокой частоты подает кодированные данные высокой частоты, полученные в результате кодирования высокой частоты, в схему 154 мультиплексирования, и процесс переходит на Этап S265.
С другой стороны, когда определяют, что объем избыточного кодирования достиг верхнего предела на Этапе S263, на Этапе S264 схема 150 кодирования высокой частоты выполняет сброс в ноль в отношении кодированных данных высокой частоты.
Когда объем избыточного кодирования достигает верхнего предела, в то время как разность между объемом кодирования кодированных данных высокой частоты и объемом кодирования высокой частоты суммируют с объемом избыточного кодирования, объем кодирования разности между объемом кодирования кодированных данных высокой частоты и объемом кодирования высокой частоты, которые остались без добавления к объему избыточного кодирования, оставляют необработанными. Такой объем необработанного кодирования не может быть добавлен к объему избыточного кодирования, и, следовательно, схема 150 кодирования высокой частоты добавляет знак "0" в конце кодированных данных высокой частоты для объема необработанного кодирования, таким образом, что объем необработанного кодирования внешне выглядит, как используемый для генерирования кодированных данных высокой частоты. Во время декодирования знак "0", добавленный в конце кодированных данных высокой частоты, не используется при декодировании входного сигнала.
Когда выполняют сброс добавленного знака "0" в конце кодированных данных высокой частоты, схема 150 кодирования высокой частоты подает кодированные данные высокой частоты после сброса в схему 154 мультиплексирования, и процесс переходит на Этап S265.
Когда определяют, что объем кодирования кодированных данных высокой частоты не меньше, чем объем кодирования высокой частоты на Этапе S261, когда определяют, что объем избыточного кодирования не достиг верхнего предела на Этапе S263, или когда выполняют сброс на Этапе S264, выполняют обработку на Этапе S265.
Таким образом, на Этапе S265 схема 154 мультиплексирования генерирует выходную строку кода путем мультиплексирования низкочастотных кодированных данных из съемы 153 задержки и кодированных данных высокой частоты из схемы 150 кодирования высокой частоты, и выводит выходную строку кода. В этом случае, схема 154 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные низкой частоты и кодированные данные высокой частоты вместе с индексом, обозначающим верхнюю и нижнюю подполосы входного сигнала на стороне низкой частоты. В результате вывода строки выходного кода таким образом, обработка кодирования заканчивается.
Как описано выше, устройство 131 кодирования рассчитывает кодированные данные высокой частоты путем расчета количества непрерывных участков фрейма из высокой частоты и сигналов подполосы низкой частоты, кодирует сигнал низкой частоты с объемом кодирования, определенным из объема кодирования высокой частоты, и кодирует компонент высокой частоты на основе декодируемого сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования кодированных данных низкой частоты и объема кодирования высокой частоты.
Таким образом, путем расчета объема кодирования высокой частоты из количества непрерывных участков фрейма, объем кодирования, необходимый для кодирования высокой частоты, может быть получен без выполнения кодирования компонента высокой частоты. Поэтому по сравнению с обычным способом, объем работы может быть уменьшен при расчете объема кодирования высокой частоты, используя операцию, необходимую для выбора индекса коэффициента каждого из фреймов. Кроме того, учитывая характеристику входного сигнала, может быть более соответствующим образом определена величина использования бита (величина кодирования) кодированных данных высокой частоты, чем в обычном способе.
Кроме того, технология кодирования, описанная выше, может быть применяться, например, в АС - 3 (ATSC А/52 "Стандарт сжатия цифровых аудиоданных (АС 3)"), то есть, в одной из систем кодирования аудиоданных и т.п.
В АС - 3 один фрейм аудиосигнала включает в себя множество блоков, и информация о том, следует или нет использовать значение экспоненциальной части в представлении с плавающей запятой коэффициента после преобразования частоты в непосредственно предшествующем блоке, как он есть в каждом из блоков, включена в поток битов.
В этом случае, набор непрерывных блоков, которые совместно используют значение одной и той же экспоненциальной части в одном фрейме, называется непрерывным участком блока. В устройстве кодирования, в соответствии с общей системой АС - 3, когда входной сигнал, предназначенный для кодирования во фрейме, находится в установившемся состоянии, то есть, сигнал с меньшим временным изменением, один фрейм включает в себя большое количество непрерывных участков блока.
Путем определения количества таких непрерывных участков блока, соответственно, путем использования настоящей технологии, описанной выше, кодирование может быть выполнено эффективно с минимальным необходимым количеством непрерывных участков блока, то есть, минимальным необходимым объемом использования битов.
Последовательность обработки, описанная выше, может быть выполнена аппаратными средствами или может быть выполнена программным средством. Когда последовательность обработки выполняется программным средством, программу, составляющую программное средство, устанавливают с носителя записи программы в компьютер, встроенный в специализированные аппаратные средства, персональный компьютер общего назначения, выполненный с возможностью исполнения различных функций, путем установки различных программ и т.п.
На фиг. 14 показана блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации аппаратных средств компьютера, который воплощает описанную выше последовательность обработки, путем исполнения программы.
В компьютере CPU (Центральное процессорное устройство) 301, ROM (Постоянное запоминающее устройство) 302 и RAM (Оперативное запоминающее устройство) 303 соединены с друг другом через шину 304.
Интерфейс 305 ввода-вывода дополнительно соединен с шиной 304. Модуль 306 ввода, включающий в себя клавиатуру, "мышь", микрофон и т.п., модуль 307 вывода, включающий в себя громкоговоритель и т.п., модуль 308 записи, включающий в себя жесткий диск, энергонезависимое запоминающее устройство и т.п., модуль 309 передачи данных, включающий в себя сетевой интерфейс и т.п., привод 310, для привода съемного носителя 311 информации, такого как магнитный диск, оптический диск, магнитно-оптический диск, или полупроводниковое запоминающее устройство, соединены с интерфейсом 305 ввода-вывода.
В компьютере, выполненном с возможностью, как описано выше, например, в CPU 301 загружает программу, записанную в модуле 308 записи, в RAM 303 через интерфейс 305 ввода-вывода и шину 304, и выполняет загруженную программу, с помощью которой выполняется последовательность обработки, описанная выше.
Программа, выполняемая компьютером (CPU 301), может быть предусмотрена, например, будучи записанной на магнитном диске (включая в себя гибкий диск), оптический диск (CD-ROM (Постоянное запоминающее устройство на компакт-диске), DVD (Цифровой универсальный диск) и т.п.), магнитно-оптический диск, или съемный носитель 311 информации, который представляет собой пакетный носитель информации, включающий в себя полупроводниковое запоминающее устройство, или может быть предоставлен через проводную или беспроводную среду передачи данных, такую как локальная вычислительная сеть, Интернет, цифровая спутниковая передача данных и т.п.
Программа может быть установлена в модуль 308 записи через интерфейс 305 ввода-вывода, путем установки съемного носителя 311 информации в привод 310. Кроме того, программа может быть принята модулем 309 передачи данных через проводную или беспроводную среду передачи данных и установлена в модуле 308 записи. В качестве альтернативы, программа может быть предварительно установлена в ROM 302 или в модуле 308 записи.
Программы, предназначенные для выполнения компьютером, могут представлять собой программы для выполнения операций в хронологическом порядке, в соответствии с последовательностью, описанной в этом описании, или могут представлять собой программы для выполнения операций параллельно или для выполнения операций, когда это необходимо, например, как тогда, когда поступает вызов.
Кроме того, вариант осуществления настоящей технологии не ограничен описанными выше вариантами осуществления, но различные модификации могут быть выполнены без выхода за пределы сущности или объема общей изобретательской концепции настоящей технологии.
Кроме того, настоящая технология также может быть воплощена в следующей конфигурации.
[1] Устройство кодирования, включающее в себя:
модуль разделения на подполосы, выполненный с возможностью генерирования сигнала подполосы низкой частоты для подполосы на стороне низкой частоты входного сигнала и сигнала подполосы высокой частоты для сигнала подполосы на стороне высокой частоты входного сигнала;
модуль вычисления квазимощности подполосы высокой частоты, выполненный с возможностью вычисления квазимощности подполосы высокой частоты, которая представляет собой значение оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты на основе сигнала подполосы низкой частоты и заданного коэффициента оценки;
модуль вычисления характерной величины, выполненный с возможностью вычисления характерной величины, определяющей число участков на основе сигнала подполосы низкой частоты и/или сигнала подполосы высокой частоты;
модуль определения, выполненный с возможностью определения числа непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков;
модуль выбора, выполненный с возможностью выбора из множества коэффициентов оценки коэффициента оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов на основе квазимощности подполосы высокой частоты и мощности подполосы высокой частоты на каждом непрерывном участке фрейма, полученном путем деления целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фрейма;
модуль генерирования, выполненный с возможностью генерирования данных для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого из непрерывных участков фреймов, составляющих целевой участок процесса;
модуль кодирования низкой частоты, выполненный с возможностью кодирования сигнала низкой частоты для входного сигнала, для генерирования кодированных данных низкой частоты; и
модуль мультиплексирования, выполненный с возможностью мультиплексирования упомянутых данных и кодированных данных низкой частоты, для генерирования выходной строки кода.
[2] Устройство кодирования по п. [1], в котором характерная величина, определяющая число участков, включает в себя характерную величину, указывающую суммарную мощность подполосы высокой частоты.
[3] Устройство кодирования по п. [1], в котором характерная величина, определяющая число участков, включает в себя характерную величину, указывающую изменение суммарной мощности подполосы высокой частоты во времени.
[4] Устройство кодирования по п. [1], в котором характерная величина, определяющая число участков, включает в себя характерную величину, указывающую частотный профиль входного сигнала.
[5] Устройство кодирования по п. [1], в котором характерная величина, определяющая число участков, включает в себя линейную сумму или нелинейную сумму множества характерных величин.
[6] Устройство кодирования по любому из пп. [1]-[5], дополнительно включающее в себя модуль вычисления суммарного значения оценки, выполненный с возможностью вычисления, на основе значения оценки, указывающего ошибку между квазимощностью подполосы высокой частоты и мощностью подполосы высокой частоты во фрейме, рассчитанную для каждого из коэффициентов оценки, суммарного значения оценки каждого фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов, для каждого из коэффициентов оценки, при этом
модуль выбора выполнен с возможностью выбирать коэффициент оценки фрейма непрерывного участка фреймов на основе суммарного значения оценки, вычисленного для каждого из коэффициентов оценки.
[7] Устройство кодирования по п. [6], в котором каждый участок, полученный путем равномерного разделения целевого участка процесса на определенное число непрерывных участков фреймов, определен как непрерывный участок фреймов.
[8] Устройство кодирования по п. [6], в котором модуль выбора выполнен с возможностью выбирать коэффициент оценки фрейма непрерывного участка фреймов на основе суммарного значения оценки для каждой комбинации разделений целевого участка процесса, получаемого при делении целевого участка процесса на определенное число непрерывных участков фреймов, идентификации комбинации, среди упомянутых комбинаций, при которой сумма значений оценки выбранных коэффициентов оценки для всех кадров, составляющих целевой участок процесса, минимальна, и определении коэффициента оценки, выбранного в каждом фрейме, в качестве коэффициента оценки соответствующего фрейма в идентифицированной комбинации.
[9] Устройство кодирования по любому из пп. [1]-[8], дополнительно включающее в себя модуль высокочастотного кодирования, выполненный с возможностью кодировать данные, для генерирования кодированных данных высокой частоты,
при этом модуль мультиплексирования выполнен с возможностью генерировать выходную строку кода путем мультиплексирования кодированных данных высокой частоты и кодированных данных низкой частоты.
[10] Устройство кодирования по п. [9], в котором
модуль определения выполнен с возможностью дополнительно вычислять объем кодирования для кодированных данных высокой частоты для целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фреймов, а
модуль кодирования низкой частоты выполнен с возможностью кодировать сигнал низкой частоты с объемом кодирования, определенным по объему кодирования, заранее определенному для целевого участка процесса, и вычисленному объему кодирования для кодированных данных высокой частоты.
[11] Способ кодирования, включающий в себя этапы, на которых:
генерируют сигнал подполосы низкой частоты для подполосы на стороне низкой частоты входного сигнала и сигнал подполосы высокой частоты для подполосы на стороне высокой частоты входного сигнала;
вычисляют квазимощность подполосы высокой частоты, которая представляет собой значение оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты, на основе сигнала подполосы низкой частоты и заданного коэффициента оценки;
вычисляют характерную величину, определяющую число участков, на основе сигнала подполосы низкой частоты и/или сигнала подполосы высокой частоты;
определяют число непрерывных участков фреймов, включаюших в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей количества участков;
выбирают из множества коэффициентов оценки коэффициент оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов, на основе квазимощности подполосы высокой частоты и мощности подполосы высокой частоты на каждом непрерывном участке фреймов, полученном путем деления целевого участка процесса на основе заданного числа непрерывных участков фреймов;
генерируют данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого из непрерывных участков фреймов, составляющих целевой участок процесса,
генерируют низкочастотные кодированные данные путем кодирования низкочастотного сигнала входного сигнала; и
генерируют выходную строку кода путем мультиплексирования упомянутых данных и упомянутых низкочастотных кодированных данных.
[12] Программа, выполненная с возможностью вызывать выполнение компьютером этапов, на которых:
генерируют сигнал подполосы низкой частоты для подполосы на стороне низкой частоты входного сигнала и сигнал подполосы высокой частоты для подполосы на стороне высокой частоты входного сигнала;
вычисляют квазимощность подполосы высокой частоты, которая представляет собой значение оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты, на основе сигнала подполосы низкой частоты и заданного коэффициента оценки;
вычисляют характерную величину, определяющую число участков, на основе сигнала подполосы низкой частоты и/или сигнала подполосы высокой частоты;
определяют число непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков;
выбирают из множества коэффициентов оценки коэффициент оценки фрейма, входящий в состав непрерывного участка фреймов, на основе квазимощности подполосы высокой частоты и мощности подполосы высокой частоты на каждом непрерывном участке фреймов, полученном путем деления целевого участка процесса на основе заданного числа непрерывных участков фреймов;
генерируют данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого из непрерывных участков фреймов, составляющих целевой участок процесса,
генерируют низкочастотные кодированные данные путем кодирования низкочастотного сигнала входного сигнала; и
генерируют выходную строку кода путем мультиплексирования упомянутых данных и упомянутых низкочастотных кодированных данных.
[13] Устройство декодирования, включающее в себя:
модуль демультиплексирования, выполненный с возможностью демультиплексирования входной строки кода на данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме каждого непрерывного участка фрейма, входящего в состав целевого участка процесса, сгенерированного на основе результата вычисления значения оценки мощности подполосы высокой частоты для сигнала подполосы высокой частоты входного сигнала на основе сигнала подполосы низкой частоты входного сигнала и заданного коэффициента оценки, определения числа непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых был выбран одинаковый коэффициент оценки, на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков, извлеченной из входного сигнала, и выбора из множества коэффициентов оценки коэффициента оценки фрейма, составляющего участок непрерывного участка фреймов, на основе значения оценки и мощности подполосы высокой частоты на каждом из непрерывных участков фрейма, полученных в результате деления целевого участка процесса на основе заданного числа непрерывных участков фрейма и кодированных данных низкой частоты, полученных в результате кодирования сигнала низкой частоты входного сигнала;
модуль декодирования низкой частоты, выполненный с возможностью декодировать кодированные данные низкой частоты для генерирования сигнала низкой частоты;
модуль генерирования сигнала высокой частоты, выполненный с возможностью генерирования сигнала высокой частоты на основе коэффициента оценки, полученного из упомянутых данных, и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования; и
модуль комбинирования, выполненный с возможностью генерировать выходной сигнал на основе сигнала высокой частоты и сигнала низкой частоты, полученных в результате декодирования.
[14] Устройство декодирования по п. [13], дополнительно включающее в себя модуль декодирования высокой частоты, выполненный с возможностью декодирования данных для получения коэффициента оценки.
[15] Устройство декодирования по п. [13] или [14], в котором
на основе оценочного значении, указывающего ошибку между значением оценки и мощностью подполосы высокой частоты во фрейме, вычисленную для каждого из коэффициентов оценки, вычисляют суммарное значение оценки каждого фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов, для каждого из коэффициентов оценки, и
на основе суммарного значения оценки, вычисленного для каждого из коэффициентов оценки, выбирают коэффициент оценки фрейма для непрерывного участка фрейма.
[16] Устройство декодирования по п. [15], в котором каждый участок, полученный в результате равномерного разделения целевого участка процесса на заданное число непрерывных участков фреймов, определен как непрерывный участок фреймов.
[17] Устройство декодирования по п. [15], в котором
выбирают коэффициент оценки фрейма непрерывного участка фреймов на основе суммарного значения оценки для каждой комбинации разделения целевого участка процесса, получаемого при разделении целевого участка процесса на заданное число непрерывных участков фрейма,
идентифицируют среди упомянутых комбинаций комбинацию, при которой сумма значений оценки выбранных коэффициентов оценки всех фреймов, составляющих целевой участок процесса, минимальна, и
определяют коэффициент оценки, выбранный в каждом фрейме, как коэффициент оценки соответствующего фрейма в идентифицированной комбинации.
[18] Способ декодирования, включающий в себя этапы, на которых:
демультиплексируют входную строку кода на данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме для каждого непрерывного участка фреймов, входящего в состав целевого участка процесса, сгенерированного на основе результата вычисления оценочного значения мощности подполосы высокой частоты сигнала подполосы высокой частоты входного сигнала на основе сигнала подполосы низкой частоты входного сигнала и заданного коэффициента оценки, определения количества непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки, на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков, извлеченной из входного сигнала, и выбора из множества коэффициентов оценки коэффициента оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фреймов, на основе оценочного значения и мощности подполосы высокой частоты в каждом из непрерывных участков фреймов, полученных путем деления целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фреймов, и получения кодированных данных низкой частоты путем кодирования сигнала низкой частоты входного сигнала,
генерируют сигнал низкой частоты путем декодирования кодированных данных низкой частоты,
генерируют сигнал высокой частоты на основе коэффициента оценки, полученного из упомянутых данных, и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования, и
генерируют выходной сигнал на основе сигнала высокой частоты и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования.
[19] Программа, выполненная с возможностью вызывать выполнение компьютером этапов, на которых:
демультиплексируют входную строку кода на данные для получения коэффициента оценки, выбранного во фрейме для каждого непрерывного участка фреймов, входящих в состав целевого участка процесса, сгенерированного на основе результата вычисления оценочного значения мощности подполосы высокой частоты сигнала подполосы высокой частоты входного сигнала на основе сигнала подполосы низкой частоты входного сигнала и заданного коэффициента оценки, определения числа непрерывных участков фреймов, включающих в себя фреймы, для которых выбран одинаковый коэффициент оценки, на целевом участке процесса, включающем в себя множество фреймов входного сигнала, на основе характерной величины, определяющей число участков, извлеченной из входного сигнала, и выбора из множества коэффициентов оценки коэффициента оценки фрейма, входящего в состав непрерывного участка фрейма на основе оценочного значения и мощности подполосы высокой частоты в каждом из непрерывных участков фреймов, полученных путем деления целевого участка процесса на основе определенного числа непрерывных участков фрейма, и получения кодированных данных низкой частоты путем кодирования сигнала низкой частотны входного сигнала,
генерируют сигнал низкой частоты путем декодирования кодированных данных низкой частоты,
генерируют сигнал высокой частоты на основе коэффициента оценки, полученного из упомянутых данных, и сигнала низкой частоты, полученного в результате декодирования, и
генерируют выходной сигнал на основе сигнала высокой частоты и сигнала низкой частоты, полученных в результате декодирования.
Список номеров ссылочных позиций
11 устройство кодирования, 32 схема кодирования низкой частоты, 33 схема разделения подполосы, 34 схема расчета величины свойства, 35 схема расчета мощности подполосы квазивысокой частоты, 36 схема расчета величины свойства, определяющего количество участков, 37 схема расчета разности мощности подполосы квазивысокой частоты, 38 схема кодирования высокой частоты, 39 схема мультиплексирования, 51 модуль определения, 52 модуль расчета величины оценки, 53 модуль выбора, 54 модуль генерирования.